Стропила расчет и виды крыш

Как рассчитать стропильную систему для разных видов крыш

Расчет стропильной системы является одним из наиболее важных этапов проектирования кровли и здания в целом. Малейшие погрешности или недочеты в этом процессе могут привести в конечном итоге к деформации или разрушению кровли и всего строения. Поэтому возведение и планирование каркаса как правило, производится профессионалами, у которых есть в наличии специальное оборудование, формулы для расчетов, собственный опыт и компьютерные программы, что в совокупности исключает возможность ошибки.

Возвести стропильную систему можно своими руками, если изучить все этапы от выбора материалов до определения уровня выдерживаемой нагрузки конструкцией здания. Наиболее трудоемкой является практическая часть, но и подготовка к ней – не простая задача.

Подбираем стропила и этап подготовки

Прежде, чем начать изучать специальные формулы и производить расчеты, необходимо определиться с конфигурацией будущей кровли и подобрать материалы. При расчете нагрузок на стропила и на

фундамент строения, следует точно рассчитать вес таких элементов:

• Кровельного покрытия с крепежом;

• Элементов кровельного пирога;

• Внутренней облицовки чердачного помещения;

• Доборных элементов;

• Системы стропил.

Если стропильную систему двускатную, вальмовую, ломаную или односкатную планируется возводить из пиломатериалов, общий вес всех ее элементов (стропильных ног, прогонов, лежней, подкосов и т.д.) будет зависеть не только от сечения бруса, но и от плотности древесины и процента ее влажности.

Для опорных элементов кровли рекомендуется выбирать хвойные породы древесины с влажностью не более 18%. Общий вес конструкции можно рассчитать, опираясь на данные, приведенные в таблице и предварительно рассчитав сечение элементов и шаг между ними.

При расчете нагрузки на стропила и фундамент также учитываются воздействия природных явлений и внешних факторов на кровлю:

• Атмосферных явлений (ветра, снеговые нагрузки, влияние осадков);

• Ремонтных или профилактических кровельных работ (вес человека, оборудования и материалов).

• Степень природного воздействия на кровлю зависит от ее уклона и климатических особенностей региона.

Расчеты всех предполагаемых нагрузок производятся с использованием данных СНиП. Используя подобные ресурсы можно подобрать оптимальный уклон ската будущей кровли, который зависит от материалов и предполагаемых нагрузок. Уклон ската и материал для покрытия позволяют определить необходимые размеры всех элементов, входящих в систему стропил, и рассчитать шаг между опорами. Составив подробную схему каркаса можно производить корректировку определенных параметров до момента возведения.

Принципы расчета каркаса

Стропильная система вальмовой, двускатной, ломанной или односкатной крыши должна быть очень жесткой и способствовать равномерному распределению предполагаемых нагрузок на стены и фундамент.

Расчет производится посредством суммирования всех видов нагрузок (как временных, так и постоянных) с внесением поправочного коэффициента, позволяющего повысить прочность каркасной конструкции: коэффициент 1,1 позволяет повысить прочность несущей конструкции кровли на 10%, а показатель 1,4 – на 40%.

При выполнении расчета для крыши любого типа немало важно учитывать взаимосвязанность уклона крыши и выбранного материала, а также связь между шагом установки стропильных ног и их сечением.

Кровельный материал влияет на будущий угол ската, что в свою очередь диктует длину стропил, а соответственно и их массу.

Проект крыши необходимо производить, базируясь таблицами из справочников, где уже произведены все расчеты и приведены размеры каркаса. Уровень нагрузки на стропила зависит от шага между ними и общей нагрузки на поверхность крыши.

При расчете суммировать нагрузки следует, начиная с веса кв. метра кровельного пирога, умноженного на общую площадь.

Примерный пример расчета веса квадратного метра кровельного пирога под ондулин:

• Ондулин – 3 кг;
• Полимерно-битумная гидроизоляция – 5 кг;
• Базальтовая вата – 10 кг;
• Дощатая обрешетка – 15 кг.

Если сложить вес всех элементов кровельного пирога, 33 кг. Для увеличения жесткости и повышения уровня прочности кровли рекомендуется умножить полученный результат на 1,1 (коэффициент поправки). В итоге получается 34,1 кг кровельных материалов на квадратный метр кровли. При общей площади крыши, к примеру, 100 кв. м ее общий вес будет составлять 341 кг.

Ветровую нагрузку необходимо рассчитывать, базируясь на карту силы ветров в каждом регионе. Показатель, определенный по карте умножается на корректировочный коэффициент, который напрямую зависит от высоты здания и типа местности.

Расчет нагрузки от снега производится при помощи карты масс снежного покрова, разбитой по регионам. Рассчитывается снеговая нагрузка путем умножения массы снежного покрова на коэффициент поправки, зависящий от уклона крыши.

На таблице приведено среднее значение количества выпадения осадкой в виде снега в регионах Российской Федерации.

Односкатная крыша

Для односкатной крыши рассчитать наиболее просто. Сначала нужно определить угол ската, который зависит не только от кровельного материала, но и от других факторов:

• С уклоном до 30 градусов должна быть более прочной, так как при более пологом скате крыши повышается уровень снеговой нагрузки на нее и появляется необходимость в регулярной чистке снега.

• Если уклон достигает 60 градусов и более, такая кровля подвергается высоким нагрузкам от ветровых воздействий.

Стропильная система может иметь разную сложность конструкции, которая зависит от длины перекрываемого пролета:

• При небольшой длине пролета в учет берутся лишь стропильные ноги.

• Если длина пролета, который необходимо перекрыть, составляет от 4,5 до 6,5 м, требуется установка подкосов в нижней части ската.

• Пролеты более 6,5 м требуют установку вертикальных стоек.

• Установка опорных элементов системы стропил при большом пролете необходима во избежание прогиба крыши под нагрузками.

Далее узнаете подробнее как произвести монтаж односкатной крыши своими руками.

Рассчитываем каркас для крыши с двумя скатами

• Висячие стропила связываются затяжными перемычками для обеспечения жесткости, работают на изгиб и сжатие. Ими распирающая нагрузка передается на стены.

• Наслонная конструкция опирается на коньковую балку или прогон, который устанавливается на стойки. Работают наслонные стропила на изгиб.

Тип стропильной системы влияет на выбор сечения бруса для создания опор.

Если в конструкции двускатной крыши планируется наличие мансардных окон, дымоходов, балконов, вентиляции и других коммуникаций, их расположение следует предусмотреть заранее.

После составления проекта в случае внесения изменений потребуется производить ее перерасчет.

На правильность подсчета опор двускатной крыши влияет ее форма, а также количество и наличие сложных ломаных элементов. Чтобы правильно рассчитать необходимо ее площадь разделить на составляющие. Когда это произведено для отдельных элементов, полученные данные суммируются.

Все расчеты базируются на основных математических формулах.

При расчетах площади крыши, учитываются такие моменты:

• Брандмауэрные стены, свесы, парапеты.

• Детальный план будущей крыши.

• Особенности и специфика кровельного материала.

• Если для кровли выбран рулонный материал или черепица, длина ската уменьшается на 700 мм.

• Точную длину ската устанавливают точки крайней части карнизного свеса и нижней части коньковой балки.

• При расчете в учет не берутся окна, трубы дымохода, вентиляционные отверстия и другие коммуникации.

Уклон определяется посредством умножения каждого ее элемента на косинус угла наклона по карнизным свесам.

Определяем параметры элементов вальмовой крыши

При обустройстве следует знать о некоторых ее особенностях. В стропильную систему четырехскатной кровли входят несущие диагональные элементы, расчет сечения и уклона которых важно выполнить правильно.

Надежность несущего каркаса зависит от правильного выбора и установки накосных стропил.

Эта конструкция может иметь как наслонные, так и висячие стропила, в зависимости от общей площади. Сечение и несущая способность вспомогательных элементов системы рассчитываются, исходя из предполагаемых нагрузок на кровлю. После всех необходимых предварительных расчетов производится перерасчет всей системы, где в учет берется вес кровельного пирога и наружного покрытия.

Ломаная и мансардная конструкция

Еще на этапе составления проекта, в него важно включить особенности системы стропил:

• Угол наклона скатов;

• Геометрическую форму крыши;

• Общие габариты;

• Геометрические параметры.

Долговечность конструкции зависит, прежде всего, от несущей способности опорных балок, так как на стойки опорного каркаса устанавливаются стропильные модули верхней части кровли и нижние стропила. Такие элементы, как затяжки являются основанием для устройства потолка мансардного этажа и соединяют стропила.

Расчет несущей конструкции производится с учетом уклона нижних и верхних стропил, а также вида кровельного материала, массы тяжести кровельного пирога и предполагаемых нагрузок.

Полезные программы

Выполняя весь комплекс работ своими руками по монтажу и установки стропил вам придется немного изучить некоторые аспекты. Для облегчения расчета стропильной системы, чтобы бы она соответствовала требованиям и нормам, вам помогут следующие профессиональные программы: Автокад и 3D Max. Более простой является программа Аркон, в ней так же есть калькулятор расчета стропил (сечения, длины).

Онлайн калькуляторы более практичнее, их не нужно скачивать и устанавливать. они представляют собой таблицу, в которую вам необходимо поставить параметры будущей крыши. Ниже приведена упрощенная версия калькулятора при помощи таблицы Exel.

Скачать бесплатную программу можно здесь.

Подводим итоги

Изучив все тонкости и подходы к столь невыполнимой на первый взгляд задаче, как расчет системы стропил крыши, можно произвести расчет вручную. Для этого необходимо учитывать все параметры от веса кровельного материала и предполагаемых нагрузок до сечения стропильных ног и уклона крыши.

При устройстве простейшей односкатной конструкции важно правильно рассчитать перепад высот несущих противоположных стен, которые служат опорой для стропил. При составлении плана двускатной крыши необходимо четко определить, какой вид стропильной системы будет использоваться. А более сложные кровельные конструкции подразумевают использование специальных программ для расчета опорных модулей или привлечение помощи профессиональных кровельщиков.

Основные принципы расчёта стропильной системы

Расчет стропильной системы – важнейший этап проектирования крыши. Погрешности в расчетах могут стать причиной недостаточной прочности конструкций, в результате чего кровля в процессе эксплуатации деформируется или разрушится.

Подготовительный этап

Прежде чем приступать к расчету будущей стропильной системы, важно определиться с конфигурацией кровли и выбрать материал, из которого она будет выполнена. Определяя постоянные нагрузки, которые будут воздействовать на сам кровельный каркас и передаваться на стены и фундамент, следует подсчитать вес:

• деревянных элементов каркаса;
• кровельного покрытия;
• тепло-, гидро- и пароизоляционных материалов;
• внутренней обшивки крыши.

Общий вес деревянных стропил, прогонов, подкосов, стоек и других элементов односкатной, шатровой, ломаной, вальмовой или любой другой крыши зависит не только от сечения пиломатериала, но и от таких параметров, как плотность и влажность древесины. Обрезной пиломатериал (желательно хвойных пород) должен иметь влажность до 18%. Воспользовавшись справочными данными можно подсчитать общий вес конструкций после предварительного расчета шага установки и сечения стропил.

Расчетная нагрузка определяется с учетом воздействия на кровлю внешних факторов. К ним относятся атмосферные явления (снеговая и ветровая нагрузка), работы по очистке или ремонту кровли (крыша должна выдерживать вес человека). Степень атмосферного воздействия зависит от климатических особенностей местности и угла наклона кровли.

Методика, по которой ведется расчет нагрузок, предусматривает использование данных, указанных в соответствующих СНиП. Используя таблицы, можно выбрать оптимальный угол наклона скатов кровли в зависимости от выбранного кровельного материала и предполагаемых снеговых и ветровых нагрузок. Данный параметр позволяет вычислить необходимые размеры стропильных ног и шаг их установки. Подробная схема каркаса поможет скорректировать те или иные параметры: к примеру, можно подогнать шаг стропил к ширине утеплителя для крыши.

Конфигурация и размеры стропил должны быть зафиксированы в проекте кровельной конструкции. Если в ходе строительства принимается решение заменить указанный в проекте кровельный материал более тяжелым, необходимо выполнить перерасчет стропильной системы, добавить элементы, повышающие прочность каркаса.

Принципы расчёта стропильной системы

Расчёт стропильной системы обычно рассматривается на примере односкатной или двухскатной крыши. Каркас двухскатной крыши должен быть жестким и равномерно распределять нагрузки на строительные конструкции и фундамент. Просуммировав постоянные и дополнительные (временные) нагрузки, в полученный расчет необходимо внести поправочный коэффициент. Повысить прочность стропильной системы на 10% позволит коэффициент 1,1. Дополнительную прочность в размере 40% придаст коэффициент 1,4.

Выполняя расчёт каркаса двухскатной кровли, важно учитывать взаимосвязь между сечением стропил и шагом их установки. Взаимозависимость также существует между углом наклона ската и кровельным материалом: расчет угла ската может выполняться в соответствии с весом и особенностями монтажа выбранного кровельного материала, и наоборот – тип покрытия крыши подбирается исходя из степени наклона скатов. Для изготовления стропильных ног при возведении двухскатной крыши обычно используется доска или брус сечением от 40×150 мм до 100×250 мм, при этом доска толщиной 40 мм может применяться лишь для легких хозяйственных построек.

Величина удельной нагрузки на погонный метр стропильной ноги зависит от величины промежутка между стропилами и общей нагрузки на поверхность кровли.

Разработка проекта двухскатной крыши может выполняться на основании таблиц из справочников, где приводятся размеры стропил, рассчитанные на основании средних и удельных величин уклонов, нагрузок и других параметров. Важно учитывать климатические условия и использовать поправочные коэффициенты.

На выбор сечения стропил влияет и тип стропильной системы, выбранный для монтажа двухскатной кровли. Это наслонные или висячие стропила. Наслонные стропила, опирающиеся на коньковый прогон, установленный на стойках, работают на изгиб. Стропильные ноги висячих ферм – на изгиб и сжатие, при этом передавая на стены распирающую нагрузку. Чтобы обеспечить жесткость висячей фермы и снять нагрузку на распор, устанавливаются затяжки – перемычки, связывающие стропильные ноги двухскатной конструкции.

Наличие и расположение мансардных окон, дымоходов и вентиляционных труб рекомендуется предусмотреть на этапе проектирования крыши. В противном случае перед монтажом данных элементов потребуется выполнить перерасчет стропильной системы и продумать меры по ее усилению.

Особенности расчёта односкатной конструкции

Расчет стропильной системы при строительстве односкатной крыши относится к наиболее простым. В первую очередь следует определить подходящий угол наклона деревянной односкатной крыши, при этом:

• угол наклона до 30° повысит снеговую нагрузку на стропильную систему и потребует регулярной очистки снега;
• крыша со скатом более 60° отличается повышенной парусностью и подвергается высоким ветровым нагрузкам.

Чтобы угол ската односкатной крыши соответствовал расчетному, следует обеспечить необходимый перепад высот противоположных стен. Расчет сечения и шага установки стропил односкатной крыши выполняется в зависимости от веса кровельного материала. Сложность конструкции и использование дополнительных элементов зависит от длины пролета, который необходимо перекрыть при возведении односкатной кровли. Если пролет не превышает 4,5 метров, установка подкосов не требуется, в остальных случаях строительство односкатной крыши связано с монтажом опорных конструкций под стропильную ногу, чтобы избежать ее изгиба под нагрузками.

Оптимальные параметры шатровой крыши

Особенностью шатровой кровли является наличие скатов треугольной формы – вальм. В отличие от классической вальмовой, диагональные стропила шатровой крыши верхней частью крепятся друг к другу, образуя единый узел в самой верхней точке. Устройство шатровой конструкции выполняется на домах со стенами одинаковой ширины. Это во многом определяет принципы расчета такой стропильной системы.

Исходя из длины стены и угла наклона ската шатровой системы (оптимальное значение – 30-40°) можно вычислить высоту конька. Затем вычисляется длина диагональных стропил, к которой следует прибавить величину карнизного свеса шатровой крыши. Полученная длина стропильной ноги дает возможность рассчитать параметры нижней части ската и определить площадь шатровой кровли. Данный способ позволяет узнать, сколько материала потребуется для строительства шатровой кровельной системы.

Специфика возведения вальмовой крыши

Расчёт стропильной системы при обустройстве вальмовой крыши имеет свои особенности. Важно правильно выполнить расчет угла наклона и сечения диагональных стропил, которые образуют треугольные скаты на торцах вальмовой кровли. Надежность вальмовой стропильной системы во многом зависит от несущей способности накосных стропил.

Схема вальмовой крыши может подразумевать применение наслонных или висячих стропил, либо их сочетания. Расчет таких элементов вальмовой кровли, как подкосы, затяжки, шпренгели выполняются исходя из нагрузок, которые будет испытывать стропильная система. После предварительного расчета сечений и длины всех деталей каркаса вальмовой кровли важно сделать перерасчет с учетом веса используемого материала.

Устройство ломаной крыши

Проект ломаной крыши должен отражать особенности ее стропильной системы – форму кровли, геометрические параметры, углы наклона скатов. Надежность ломаной крыши во многом зависит от несущей способности опорного каркаса, к стойкам которого выполняется крепление нижних стропил ломаной конструкции. На этот же каркас устанавливаются стропильные фермы, образующие верхнюю часть ломаной кровли.

Затяжки скрепляют стропильные ноги ломаной кровли. Кроме того, затяжки выполняют функцию основы для монтажа потолка мансарды ломаной крыши. Расчет элементов ломаной кровли выполняется с учетом вида кровельного материала и угла наклона нижних и верхних стропил.

Строительство навеса

Возведение навеса позволяет обустроить летнюю кухню, веранду у дома, беседку или площадку для барбекю. Стропильную систему отдельно стоящего или примыкающего к зданию навеса чаще всего выполняют из дерева, но возможно и применение металла, особенно в сочетании с поликарбонатом. Выбор материала зависит от назначения навеса и условий его эксплуатации.

Расчет сечения опор для навеса ведется с учетом нагрузок, в первую очередь атмосферных. Чаще всего конструкция навеса представляет собой кровельный скат, установленный на опорах различной высоты. Если стропила навеса должны перекрыть пролет более 4,5 метров, необходим монтаж дополнительных опор. Верхний край навеса может монтироваться к стене здания. В этом случае схема крепления балки для опоры стропил навеса может быть различной: балка монтируется непосредственно к стене, либо примыкает к ней, уложенная на вертикальные стойки.

Стропила для крыши: виды, расчет стропил

Расчет стропил сечение и шаг ( Расчет размеров стропил и балок своими руками, )

Возведение кровли – процесс непростой, требующий определенных знаний и навыков. Сегодня в нашей статье мы постараемся ответить на большинство вопросов, которые, несомненно, интересуют начинающих застройщиков. А начнем, пожалуй, с самого главного – с типов существующих крыш и стропильных систем, что используются при их возведении.
расчет стропил

Стропила (стропильные ноги) это основные несущие элементы любой скатной крыши. Именно они принимают на себя основные нагрузки и воздействия окружающей среды, такие как снеговые и ветровые нагрузки, а также несут на себе весь кровельный пирог. Стропила это составляющие стропильной системы, куда входят еще многие элементы, такие как стойки, подкосы, прогоны, мауэлат и т.д..
Расчет стропильной системы с помощью AutoCAD и Excel

Типы и конструкция стропил

Есть три типа стропил наслонные, висячие и скользящие.

Скользящие стропила применяются в основном только в деревянных бревенчатых домах. Их способ крепления позволят им перемещаться (скользить) вперед и назад на определенное расстояние. Это связано с особенностью деревянных домов.

Висячие стропила используются только в тех домах, где расстояния между стенами не превышает 6,5 м, так как опираются концами на противоположные стены здания.

Наслонные стропила опираются не только на стены здания, но и имеют промежуточную опору, при этом пролет между опорами должен быть 4,5 и более. Благодаря дополнительным опорам можно перекрыть пролет до 15 метров.

Опорой для стропил служит:

верхний венец в рубленых и брусчатых домах; верхняя обвязка в каркасных домах; мауэтлат (брус толщиной 100-150 мм) в каменных домах. Мауэрлат может укладываться по всему периметру здания или же только по стене, где опираются стропильные ноги.

Стропила, при необходимости, могут усилятся дополнительными элементами, такими как затяжками (ригелями) и подкосами. Это позволит избежать их провисания в процессе эксплуатации.

Монтаж стропильной системы

Монтаж стропильной системы – важный этап устройства современной крыши. Крыша сегодняшнего дня – это не примитивный навес, призванный худо-бедно защищать обитателей дома от дождя. Крыша сегодня – это продвинутая инженерно-техническая система, включающая в себя несколько компонентов. Грамотно обустроить такую систему могут настоящие профессионалы компании «Технология крыши».

Монтаж стропильных систем в зависимости от вида кровли Единица измерения Стоимость, рублей двускатная кровля кв.м. 504 вальмовая кровля кв.м. 604,8 сложная кровля кв.м. 705,6

Цены на все виды монтажных работ по кровле представлены на странице « Прайс-лист ».

Наши специалисты готовы заняться монтажом стропильной системы любого типа и уровня сложности. Мы делаем:

Монтаж стропильной системы сложной кровли; Монтаж стропильной системы мансардной крыши; Монтаж стропильной системы четырехскатной крыши; Монтаж стропильной системы двускатной крыши.

Основные части системы стропил – это обрешетка и стропильные фермы. Стропильные фермы соединяются, создавая мощный каркас, на котором потом устраивается кровля. Крыша с надежной стропильной системой служит долго и обладает выигрышными качествами. При монтаже стропил на каждом этапе необходим четкий расчет, так как неправильная оценка одного из параметров может привести к деформациям и другим проблемам вплоть до обрушения крыши. Поэтому всеми подготовительными работами и монтажом стропильной системы двускатной крыши или любой другой должны заниматься только квалифицированные специалисты.

Расчет двухскатной крыши: ширина, углы наклона, размеры + проектирование

Крыша – важная конструктивная часть дома, выполняющая ряд наиважнейших функций. Она защищает от атмосферных напастей и отводит осадки, обеспечивает изоляцию и вносит солидный вклад в формирование собственного стиля строения. Для того чтобы столь значимое сооружение на «отлично» справлялось с доверенной работой, необходимо досконально продумать проект и скрупулезно разобраться с размерами.

Тщательный разбор и расчет двухскатной крыши требуется и самостоятельным мастерам, и владельцам загородной собственности, прибегающим к услугам строительных организаций. Давайте разберемся, как это правильно сделать.

Крыша, напоминающая в разрезе перевернутую литеру V, неспроста лидирует в списке скатных конструкций. По простоте сооружения и экономичности у двухскатной крыши практически нет соперников. Столетиями проверяемые на практике технологии строительства двухскатных крыш заложены в основе возведения большинства кровельных сооружений.

Незатейливые скатные плоскости не требуют сложного раскроя покрытия и прочих материалов, результатом которого становится внушительное количество отходов. Не нужны специфические ухищрения для воплощения замысловатых конфигураций. Осадки не задерживаются на наклонных поверхностях, поэтому нет необходимости в усилении гидроизоляции. В итоге устройство двухскатной крыши зачастую обходится дешевле односкатной.

Крыша с двумя скатами может быть самостоятельным объектом или частью комплекса сооружений аналогичной или отличной формы. Самый простой вариант ее не имеет встроенных слуховых окон и навесов над входным крыльцом, т.е. нет дополнительных переломов, хребтов и сопутствующих им ендов.

Как рассчитать высоту крыши по отношению к высоте дома?

Многие люди интересуются, как рассчитать высоту крыши.

Важно знать, что угол ее наклона и площадь тоже имеют значение. На вычисление высоты оказывают влияние такие факторы, как климатические условия региона проживания, материал кровли и обрешетки, личные пожелания и т. д.

Например, на скатах с низким углом наклона скапливается много снега зимой, что может повлечь за собой пролом кровли.

Однако при высоком коньке крыша становится более уязвима к сильному ветру. От размеров зависят не только практические показатели конструкции (прочность, долговечность), но и эстетические.

Особенности проектирования и основные параметры

Крыша защищает дом от влияния внешней среды, потери тепла и придает зданию законченный вид, поэтому важно правильно вычислять все размеры деталей, в том числе и высоту.

Чтобы понять, как правильно рассчитать высоту крыши, необходимо знать следующие параметры:

углы и количество скатов; тип; как планируется использоваться чердачное помещение; климатические факторы региона проживания (средняя скорость ветра, количество осадков зимой и т.д.); личные предпочтения; характеристики обрешетки, кровли и стройматериалов.

Следует также учитывать параметры ребра (конька) крыши, т. к. от него в большей степени зависит строение стропильной системы и обрешетки.

К тому же он оказывает влияние на общую высоту. Если не знать характеристики ребер, то будет трудно рассчитать оптимальную площадь кровли, и как следствие, количество строительных материалов для дальнейшей работы.

Вид утеплителя тоже оказывает влияние на параметры. При правильном выполнении всех расчетов можно построить не только прочную, долговечную крышу, но и сэкономить на закупке материалов.

Вы будете точно знать их необходимое количество и не придется переплачивать за излишки, которые потом не пригодятся.

Коньковый прогон используется в качестве стыка, соединяющего два ската кровли (как у двускатной крыши).

На него опираются стропильные стойки, обрешетка и кровельный материал с двух сторон, поэтому он должен быть самым прочным во всей конструкции.

Произвести расчет оптимальной высоты конька можно по следующему правилу: длина конька равна половине длины пролета дома, умноженной на тангенс угла наклона.

Также верный расчет высоты крыши невозможно сделать, если не знать ее тип.

Чтобы рассчитать высоту крыши дома, нужно обратить внимание на угол скатов и характеристики стропильной системы.

В большинстве случаев угол ската варьируется от 8 до 45 градусов. Чем меньше угол, тем большая нагрузка приходится на стропильную систему (особенно в зимний период и при проведении работ на самой крыше), следовательно, потребуется дополнительное укрепление и корректировки в расчетах.

Однако при увеличении угла, возрастает стоимость постройки.

Размер стропил определяется из их сечения и длины: чем они больше, тем большую нагрузку способна выдержать система.

Стропильная система вальмовой крыши: особенности конструкции

Проектирование крыши вальмовой конструкции

После обработки онлайн-калькулятором введенных данных, вы получите сведения о соответствии указанного вами уклона нормам используемого кровельного покрытия. Если будет обнаружено несоответствие, программа предложит варианты замены. Кроме того, вы получите данные о высоте подъема, длине конька вальмовой крыши, веса кровельного покрытия, количества рулонного материала с учетом длины и ширины рулона, а также требуемого нахлеста при укладке.

Выводы калькулятора включают также площадь поверхности крыши (сюда войдет сумма площадей всех скатов, включая свесы требуемой длины), количество кровельного и подкровельного материала, который потребуется для возведения крыши. Рассчитанная величина максимальной нагрузки на систему стропил учитывает конструкцию кровли, вес кровельного пирога и введенные данные о снеговых и ветровых нагрузках.

Помимо этого, программа сделает расчет стропильной системы вальмовой крыши: выдаст сведения о количестве и размерах боковых и диагональных стропил, а также предложит для стропильной системы рекомендуемый размер минимального сечения, выбор которого обеспечит конструкции должную прочность.

С помощью данных калькулятора об оптимальном количестве рядов и досок обрешетки можно избежать возможного перерасхода материала, а также временных затрат на излишнюю подрезку пиломатериалов. Кроме того, вы получите сведения о количестве доски в кубических метрах и килограммах.

Воспользовавшись программой для расчета вальмовой крыши вы не только сэкономите время и финансы, но и получите практические рекомендации, основанные на нормативах СНиП «Нагрузки и воздействия» и ТКП 45-5.05-146-2009 (Деревянные конструкции. Строительные нормы проектирования).

Сборка стропильной системы вальмовой крыши задача не из простых, но при четком следовании проекту и практическим советам профессионалов, самостоятельно справиться со строительством можно. Залогом качественного монтажа является максимально корректный расчет и точная схема, следуя которой можно сделать правильные надрезы стропильных ног и установить все элементы конструкции. Для примера, можно ознакомиться с видео этапов монтажа, отыскав его в интернете.

Вальмовая крыша – стропильная система вальмовой кровли, расчет, монтаж своими руками + фото-видео

Вальмовая крыша – это разновидность четырехскатной крыши, у которой два ската имеют трапецеидальную форму, а два других (торцовые) – треугольную (имеющие одноименное называние «вальмы»). Если торцовые скаты занимают всю площадь от конька до карниза – это вальмовая крыша, если не достают до карниза – полувальмовая.

Крыша дома выполняет двоякую функцию – с одной стороны, на неё возложена защита здания от внешнего воздействия, а с другой – она призвана украсить строение и придать ему индивидуальность.

Исторически сложилось, что в России отдавали предпочтение более простым одно-, двускатным крышам, европейцы же предпочитают четырехскатную или вальмовую крышу, которая обладает достоинствами и недостатками при определенных условиях.

Вальмовая крыша – преимущества и недостатки

Плюсы:

минимальное сопротивление ветровой нагрузке относительно двухскатной кровли. Поскольку все скаты наклонные, ветер не создает разрушительного давления на фронтоны; большая жесткость конструкции. Достигается за счет угловых ребер, соединяющихся возле опорной балки конька; возможность обустройства более выступающих свесов, что обеспечивает дополнительную защиту стен дома; эстетическая привлекательность.

Минусы:

сложность расчета и монтажа; более высокая стоимость реализации проекта; уменьшение площади чердачного помещения (в частности в месте установки диагональных опор); невозможность устройства мансарды; естественное освещение возможно только посредством установки окон в кровельном пироге.

Поскольку недостатки не критические – четырехскатная крыша вальмового типа активно практикуется в современном строительстве частных домов.

Расчет кровли с помощью геометрических формул + видео

При сооружении крыши нельзя экономить на материалах, чтобы в будущем не имели место протечки, но и излишков не должно оставаться, поэтому расчет кровли должен быть максимально точным.

От чего зависит расчет кровли?

Если дом готов, достаточно взглянуть на его крышу, чтобы определить фронт измерительных работ. Простые стропильные конструкции будут означать легкие вычисления, например, не составит труда выяснить, как правильно рассчитать двухскатную крышу, не говоря уже про односкатную. Однако весьма распространены и более сложные варианты. В частности, пирамидальная, ломанная мансардная или полувальмовая четырехскатная кровли создадут определенные сложности для новичков. Но даже венчающая постройку многощипцовая конструкция может быть быстро и, главное, правильно просчитана в отношении затрат материалов, если знать все необходимые формулы.

Калькулятор покрытия кровли

В первую очередь следует помнить, что из скольких бы скатов не состояла крыша, все поверхности либо уже являются простыми геометрическими фигурами, либо могут быть на них разбиты. Далее, калькулятор расчета кровли требует оперировать в процессе вычислений такими понятиями, как реальная и эффективная площадь покрытия. Первая является собственными габаритами листа, а вторая – с учетом нахлеста уложенного выше ряда. Иными словами, часть материала заведомо нужно вычитать, поскольку он будет перехлестываться с другими листами. Процент потерь зависит от наклона ската и характеристик покрытия (отходов от металлочерепицы больше, чем от рулонного материала) .

Какие стропила для крыши следует применять? Виды и расчет стропил крыши

Возведение кровли – процесс непростой, требующий определенных знаний и навыков. Сегодня в нашей статье мы постараемся ответить на большинство вопросов, которые, несомненно, интересуют начинающих застройщиков. А начнем, пожалуй, с самого главного – с типов существующих крыш и стропильных систем, что используются при их возведении.

Стропила (стропильные ноги) это основные несущие элементы любой скатной крыши. Именно они принимают на себя основные нагрузки и воздействия окружающей среды, такие как снеговые и ветровые нагрузки, а также несут на себе весь кровельный пирог. Стропила это составляющие стропильной системы, куда входят еще многие элементы, такие как стойки, подкосы, прогоны, мауэлат и т.д..

Типы и конструкция стропил

Есть три типа стропил наслонные, висячие и скользящие.

Скользящие стропила применяются в основном только в деревянных бревенчатых домах. Их способ крепления позволят им перемещаться (скользить) вперед и назад на определенное расстояние. Это связано с особенностью деревянных домов.

Висячие стропила используются только в тех домах, где расстояния между стенами не превышает 6,5 м, так как опираются концами на противоположные стены здания.

Наслонные стропила опираются не только на стены здания, но и имеют промежуточную опору, при этом пролет между опорами должен быть 4,5 и более. Благодаря дополнительным опорам можно перекрыть пролет до 15 метров.

Опорой для стропил служит:

• верхний венец в рубленых и брусчатых домах;
• верхняя обвязка в каркасных домах;
• мауэтлат (брус толщиной 100-150 мм) в каменных домах. Мауэрлат может укладываться по всему периметру здания или же только по стене, где опираются стропильные ноги.

Стропила, при необходимости, могут усилятся дополнительными элементами, такими как затяжками (ригелями) и подкосами. Это позволит избежать их провисания в процессе эксплуатации.

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.

Разновидности стропил для крыши

При строительстве любой кровли находят свое применение стропила всего лишь двух видов – наслонные и висячие. Висячие стропила имеют две точки опоры, которые находятся у основания, к примеру, опора на несущие стены здания, наслонные помимо этого могут опираться на столбчатые опоры, либо внутренние стены.

Материал для изготовления стропил

Дерево и металл – вот основной материал, из которого чаще всего изготавливаются стропила.

При возведении кровельных перекрытий жилых домов, хозяйственных построек применяются деревянные стропила, реже металлические. Металлические (железобетонные) стропила в основном используются при строительстве кровель с большими пролетами и нагрузками на кровлю, в основном для перекрытия производственных зданий. Цена данных стропильных конструкций довольно высока, так все ее элементы выполняются из металла, в основном используется швеллер.

Стропила из дерева

В свою очередь деревянные стропила подразделяются на три вида:

1. Самым популярным и широко использованным видом стропил являются конструкции выполнены из обрезной доски, обычно это доска сечением 150х50 мм или 200х50 мм. Популярности данный вид стропил приобрел благодаря своей дешевизны и простоты изготовления.
2. Стропила для крыши, изготовленные из бревен. В качестве исходного материала используют стволы деревьев диаметром 10-20 см, зачищенные и обработанные.
3. Стропила, сделанные из клееного бруса. Клееные стропила производятся из брусков древесины и досок, склеенных при помощи специальным составом. Такие стропила более удобны в работе, брус имеет в сечение квадрат или прямоугольник. Вследствие чего, он легко укладывается на обрешетку, к тому же упрощается их крепление к мауэрлату, а также процесс наращивания. Данный вид стропил намного прочнее обычных деревянных.

Расчет стропил крыши

До того как начать расчет стропил крыши, необходимо четко осознавать какие типы нагрузок и с какой силой они будут действовать в течение всего года на кровлю нашего дома.

Факторы, которые влияют на кровлю, принято классифицировать в зависимости от интенсивности:

1. Постоянные нагрузки. Данная категория объединяет нагрузки, постоянно воздействующие на конструкцию строения. К ним относятся как вес самой кровли, так и гидроизоляция, тепло и пароизоляция, обрешетка, а также другие конструкционные элементы двускатных или мансардных крыш, создающих постоянное значение веса.
2. Нагрузки переменного типа. Данный тип объединяет все типы климатического воздействия, в том числе осадки, потоки ветра и пр.
3. Нагрузки особого типа. В данной группе учитываются климатические воздействия, обладающие высокой силой. Данную характеристику требуется принимать во внимание в сейсмически активных зонах и в зонах, в которых возможны проявления штормовых ветров или ураганов.

Постоянные нагрузки

Размер стропил для крыши нужно начинать рассчитывать с общего веса «пирога» кровли. Чтобы получить конечное значение требуется вычислять вес квадратного метра каждого из используемых материалов. В большинстве случаев кровля будет состоять из следующих компонентов:

• внутренняя отделка (в случаи устройства мансардной кровли, учитывается материал отделки и элементы креплений);
• стропила (вес стандартного стропила размером 150х50 мм, в дальнейшем этот параметр может корректироваться);
• утеплитель;
• гидро-ветроизоляция (учитывается вес пленок и мембран);
• обрешетка, смонтированная из досок малой толщины (чаще всего 25 мм).
• контобрешетка (зачастую брусок 30х50, 40х50 или 50х50 мм);
• покрытие кровли (вес квадратного метра кровли можно найти на сайте производителя).

При переходе к сложению всех рассчитанных данных, рекомендуется добавлять к полученному результату еще 10%, то есть умножать конечный результат на постоянный коэффициент 1,1. Такой подход позволяет оставлять запас по прочности для кровли.

Снеговые нагрузки

Учитывать снеговые нагрузки необходимо обязательно, поскольку во многих регионах возможно длительное влияние осадков в виде снега. Чтобы предостеречь владельцев от перелома крыши под массой снега, требуется заранее рассчитывать возможную нагрузку.

Чтобы повысить удобство расчетов, была выведена формула, для подставления коэффициентов из строительных норм и правил. Формула имеет следующий вид:

где F – это значение полной снеговой нагрузки, P – нагрузка, приходящаяся на квадратный метр, k – корректирующий коэффициент, зависящий от наклона ската крыши.

Вес снега на 1 квадратном метре крыши необходимо определять непосредственно на месте возведения сооружения. Каждый регион имеет среднее значение интенсивности осадков, данные можно узнать со строительных норм СНиП 2.01.07-85*.

Ветровые нагрузки

Данный тип нагрузок имеет очень высокий уровень критичности, потому что она может влиять на кровлю интенсивными ветрами, вне зависимости от угла крыши. Даже маленький угол наклона делает возможной ситуацию со срывом крыши под воздействием аэродинамических нагрузок. Слишком большой уклон способен привести к тому, что вся крыша будет испытывать на поверхности сильное ветровое давление.

Для расчета влияния силы ветра на крышу также существует специальная формула, в которой существует зависимость от поправочных коэффициентов:

где V – ветровая нагрузка, R- показатель, выбираемый исходя из регионального положения дома, k – корректировочный коэффициент, который зависит от высоты сооружения.

После суммирования всех нагрузок, получиться общая нагрузка на 1 квадратный метр крыши.

Расстояние между стропил

Шаг стропил — это расстояние между стропильных ног. Среднее значение данного параметра при частном строительство, обычно составляет один метр, однако точная цифра выбирается исходя из полного расчета несущих способностей выбранной системы кровли.

Чтобы самостоятельно вычислить расстояния между стропил, необходимо следовать следующему алгоритму:

• Нужно определиться будет ли утеплено междустропильное пространство. Если да, то шаг стропил будет равен ширине утеплителя за вычетом 2 см. Если нет, то шаг принимается произвольный в пределах 1 метра.
• Исходя из конструктивной схемы стропильной системы, определяем длину стропилы.
• Далее воспользуемся программой «Расчет деревянных балок» и подставим в нее данные: суммарную нагрузку, шаг и размер поперечного сечения (исходное значение 150х50 мм). Смотрим на результаты, если в программе указано, что данного сечения недостаточно, то изменяем высоту балки (ширина незначительно влияет на результат), например до 200х50 мм. Также можно изменять расстояние между стропил, если нет утеплителя или используется рулонный материал.

На первый взгляд расчет стропил крыши кажется сложным и не понятным, но потратив всего несколько часов можно во всем разобраться, тем самым точно подобрать нужный размер стропильных ног.

Размеры стропил

Минимальный размер стропила для крыши дома должен быть 50х150 мм (40х150 мм), обычно применяют стропила 50х200 мм. При больших пролетах кровли могут использоваться стропила 50х250 мм или же сдвоенные, то есть две доски соединяются вместе с помощью гвоздей. Также возможен вариант использования брусков с размерами 100х150 мм. Чтобы точно знать какой размер стропил нужно выполнить расчет. Для этого собирается вся нагрузка (см. выше), которая воздействует на стропило и вычисляется нужное сечение.

Если же делать расчет нет желания, то можно воспользоваться табличными значениями, по крайней мере это лучше, чем принимать размеры наугад.

Задавшись шагом стропил и зная длину можно определить размер сечения стропилы. Данный вариант является не точным и желательно его подтвердить расчетом!

Виды стропильных систем в конструкциях кровли

Устройство крыши жилого дома может быть самым различным. От самых простых и недорогих односкатных крыш и до многощипцовых крыш, выстроенных по индивидуальному дизайнерскому проекту, крыш изысканного вкуса и неповторимого внешнего вида.

Какие бывают конструкции крыш

В зависимости от количества скатов, углов наклона, назначения чердачного помещения и других факторов конструкции крыш бывают нескольких видов:

1. Односкатная крыша

Односкатную крышу при строительстве жилых домов применяют редко – исключительно из соображений экономии, так как на строительство такой крыши идет наименьшее количество стройматериалов. Однако по внешнему виду она непривлекательна.

Если Вы все же решили остановиться на односкатной крыше, ее скат лучше обратить к наветренной стороне, чтобы защита от осадков была более эффективной.

2. Двухскатная крыша

Наиболее простой по конструкции стропильной системы является двухскатная крыша.

Здесь все односторонние стропильные ноги и формируют, собственно скат – наклонную плоскость. Такие плоскости с разных сторон дома могут быть равнозначными, когда коньковый прогон проходит по центральной оси дома.

Если же конек смещен относительно центра, плоскости получатся разного размера и с разными (или одинаковыми) углами скатов.

При этом с двух сторон такой крыши образуются фронтоны – вертикальные плоскости между основными стропилами.

Я могу произвести расчет и монтаж стропильной системы двухскатной крыши любой конфигурации, с тем, чтобы она придавала Вашему дому нарядный, привлекательный вид. Даже в такой, казалось бы простой конструкции возможны варианты различного дизайна.

Забегая вперед скажу, что стропильные фермы в данном случае могут быть как наслонные, так и висячие – все зависит от размеров и конструкции домостроения.

3. Вальмовая крыша

Вальмовые (или четырехскатные) крыши — очень распространенный вариант конструкции крыши. Она представляет собой сочетание двух скатов в форме трапеции и двух – треугольных (которые и называют вальмами).

Трапециевидные скаты, как правило, монтируют на более длинных стенах дома, а вальмы – на более коротких. Стропильная система вальмовой крыши существенно отличается от двухскатной: в ней есть диагональные стропила, которые и являются основой всей конструкции. Кроме того, для формирования трапециевидных скатов устанавливаются основные и промежуточные наслонные (или висячие) стропила, а также монтируются угловые стропила (или нарожники), формирующие вальмовые скаты.

Многие из моих заказчиков предпочитают полувальмовые (или датские) крыши. И действительно – такой тип крыши смотрится очень симпатично с любым кровельным материалом.

Отличие такой крыши от вальмовой заключается в том, что вальмы монтируют не на всю высоту крыши, как бы усекая вершину треугольника. Оставшееся пространство до конька образует небольшой фронтон, где я обычно делаю небольшие окошки, чтобы чердачное помещение было освещено. Кроме того они (окошки) придают крыше еще более нарядный вид.

Монтаж стропильной системы вальмовой крыши – процесс трудоемкий и технически более сложный, чем в случае двускатной кровли. Нагрузка на диагональные стропила очень большая, поэтому я укрепляю их с применением шпренгелей, а плоскости трапециевидных скатов – продольными прогонами, которые могут опираться на стойки или укрепляться подкосами.

Обратите внимание

Еще одна разновидность вальмовых крыш – шатровые – применяются, когда стены одинаковые по размерам или имеют форму окружности или равностороннего многоугольника. Все плоскости такой крыши представляют собой соединенные вершинами в одной точке. Устройство стропильной системы крыши в данном случае будет ограничено только диагональными стропилами и нарожниками.

4. Ломанная кровля (мансарда)

Чтобы получить дополнительное жилое пространство в доме, вместо чердака часто устраивают мансарду.

Крыши мансардного типа часто еще называют ломаными двухскатными крышами, так как плоскости скатов «переломлены» вдоль горизонтальной линии так, что угол уклона ската по линии перелома изменяется. Фронтоны образованные основными стропилами обычно оборудуют окнами, а если предусмотрен балкон – то и дверями.

Монтируется стропильная система ломаной крыши не так, как в предыдущих вариантах. Она часто имеет в своем составе два вида стропил: наслонные (формирующие более крутой скат) и висячие (составляющие верхнюю, более пологую часть крыши).

При строительстве деревянных домом я рекомендую использовать вариант связки мауэрлата с балками перекрытия в прочную основу для мансардной крыши. В случае же кирпичных (шлакоблочных и т.д.) стен, мауэрлат может крепиться только к стенам; балки перекрытия, в этом случае, служат лишь опорой для стоек, ограждающих жилое пространство от остальной части чердака.

5. Многощипцовые крыши

Еще более сложные по устройству – многощипцовые крыши – но они и наиболее разнообразны: большое количество ребер и ендов, асимметричность скатов, различные углы наклонно и другие особенности таких крыш делают их поистине произведением дизайнерского (архитектурного) искусства (см. фото).

Стропильные системы таких крыш необычайно сложны по устройству, на их монтаж уходит большое количество материала – так что стоимость монтажа стропильной системы таких нестандартных крыш достаточно высока и позволить их себе может далеко не каждый владелец. Зато в результате дом с такой крыше будет иметь неповторимый вид и собственное лицо.

Я могу спроектировать и построить крышу любой сложности. Для обсуждения дизайна и всех деталей строительства многощипцовой крыши повышенной сложности я выезжаю на объект лично.

Итак, как Вы видите, конструкции стропильных систем напрямую связаны и зависят от конструкции крыши.

Мои работы

Виды стропильных систем

Всего в практике строительства скатных крыш применяют два вида стропильных систем:

• наслонная – стропильная система, в которой стропильные ноги опираются на стены дома, а средняя часть стропильной фермы (пары) – на стойку, установленную на промежуточную опору в виде стены или отдельной опоры внутри помещения. Если ширина дома не превышает 6,5 метров, можно обойтись и без серединной стойки.
• висячая – стропильная система, опирающаяся только на стены здания. Позволяет перекрыть достаточно большие пролеты. Стропила в такой системе, чтобы уменьшить их распирающее воздействие на стены, стягивают затяжкой, которая, как правило, является одновременно балкой перекрытия. При значительных расстояниях между стенами середину затяжки подвешивают к коньковому прогону бабкой, чтобы избежать недопустимо сильного прогиба.

Расход строительных материалов, объем работ и, соответственно, стоимость строительства висячих стропильных систем будет значительно выше, чем в случае с наслонными.

В некоторых случаях, если конструкция здания позволяет, чтобы уменьшить стоимость стропильной системы, я могу использовать как висячие, так и наслонные стропила. Такая комбинированная система при расчете кровли двухскатной крыши чаще всего применяется, если в доме предусмотрены отдельные опоры посреди помещений.

Если вы намерены построить красивый дом, но желаете максимально снизить на него расходы – обращайтесь, я помогу выбрать вам самый надежный из всех бюджетных вариантов конструкций крыш и стропильных систем, который удовлетворяет вашим эстетическим запросам. Мои строители заинтересованы предложить вам самый удобный вариант!

Расчет стропильной системы двухскатной крыши в деталях

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

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

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

Виды: наслонные и висячие ↑

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

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

Наслонный вариант ↑

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

Висячий ↑

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

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

Расчет параметров: основные этапы ↑

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Постоянные и временные нагрузки: их расчет и рекомендации ↑

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

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

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

• до 25° уклона крыши – К=1,
• 25–60° – К=0,7 (понижающий).

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

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

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

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

Расчет длины и сечения стропил

Расчет стропил рекомендуется выполнять максимально точно, исходя из особенностей места строительства, внешней нагрузки на стропильную систему, размеров и конфигурации сооружения, характеристик материала для возведения крыши.

Виды нагрузок на стропила

Строительство скатной крыши требует создания прочного каркаса – несущей конструкции кровли. На этапе проектирования требуется выполнить расчет стропил, с целью определения длины и сечения элементов, которые принимают на себя основные нагрузки (постоянные и переменные).

К постоянным нагрузкам относится вес самого кровельного пирога, который состоит из внешнего покрытия, обрешетки, гидроизоляционного слоя, теплоизолятора, пароизоляции и внутренней обшивки чердачного или мансардного помещения. К этому же типу нагрузок относится вес оборудования или других объектов, которые планируется разместить на крыше или закрепить на стропилах изнутри.

Под переменными нагрузками подразумевается воздействие ветра и осадков, а также вес человека, занимающегося ремонтом или очисткой кровли. В этот же разряд входят и особые нагрузки, в том числе сейсмические – их наличие предъявляет повышенные требования к надежности крыши.

Расчет веса кровельного пирога

Прежде чем подойти к вычислению сечения стропильной ноги односкатной, двускатной или вальмовой крыши, важно определиться с весом кровельного пирога. Для этого требуется расчет, формула которого предельно проста: суммируется вес одного квадратного метра каждого слоя кровельной системы, а полученный результат умножается на 1,1 – поправочный коэффициент, позволяющий повысить надежность конструкции на 10%.

Таким образом, стандартный расчет веса кровли выглядит следующим образом: (вес 1 м 2 обрешетки + вес 1м 2 кровельного покрытия + вес 1 м 2 гидроизоляции + вес 1 м 2 утеплителя) × 1,1 = вес кровельного пирога с учетом поправочного коэффициента. При использовании большинства популярных кровельных материалов (за исключением наиболее тяжелых) данная нагрузка на стропила не превышает 50 кг/м 2 .

Разрабатывая проект односкатной или двускатной крыши достаточно ориентироваться на вес кровельного пирога, равный 55 кг/м 2 . Такой подход позволит возвести каркас кровли с запасом по прочности и в дальнейшем менять вид кровельного покрытия без перерасчета стропильной системы.

Снеговые и ветровые нагрузки

Для многих регионов России актуален вопрос снеговых нагрузок на стропила – от стропильной ноги требуется выдерживать, не деформируясь, тяжесть накопившегося снега. Чем меньше угол наклона кровли (обычно это относится к односкатной конструкции), тем выше снеговые нагрузки. Строительство практически плоской односкатной крыши требует использования стропил большого сечения и минимального шага их монтажа. При этом следует регулярно заниматься очисткой односкатной кровли, угол наклона которой не превышает 25°.

Формула S = Sg × µ позволяет вычислить снеговую нагрузку (S). При этом:

• Sg – справочное значение веса снегового покрова на 1 квадратном метре горизонтальной поверхности (выбирается по таблице в СНиП «Стропильные системы» в зависимости от региона строительства);
• µ — поправочный коэффициент, величина которого определяется углом наклона крыши.

Коэффициент µ равен:

• 1,0 – угол наклона ската до 25°;
• 0,7 – угол наклона ската от 25 до 60°.

Для крыш со скатами, угол наклона которых превышает 60°, снеговые нагрузки при расчетах не учитываются.

Для вычисления ветровой нагрузки (W) применяется формула W = Wo × k, где:

• Wo – справочное значение ветровой нагрузки, характерной для конкретного региона (выбирается по таблице);
• k – поправочный коэффициент, значение которого зависит от высоты сооружения и типа местности.

А – открытая местность (поле, степь, побережье);

Б – городская застройка, лес.

Как рассчитать длину стропил и сечение

Расчет длины стропил выполнить достаточно просто, если принять во внимание, что практически вся крыша представляет собой систему треугольников (неважно, речь об односкатной, двускатной или сложной кровле). Зная длину стен постройки, угол наклона ската либо высоту конька, при помощи теоремы Пифагора вычисляется длина стропильной ноги от края стены до конька. К полученному значению требуется прибавить величину карнизного свеса (если стропила будут выступать за край стены). В некоторых случаях карнизный свес формируется за счет установки кобылок – досок для наращивания стропильной ноги. Длина кобылок суммируется к длине стропила при расчете площади крыши – это позволит определить точное количество материалов для монтажа кровельного пирога.

Чтобы определить, доска или брус какого сечения подходит для возведения конкретной односкатной, щипцовой или вальмовой крыши, можно воспользоваться таблицей стандартов, в которой приведены соответствия между такими параметрами, как толщина пиломатериала, длина стропильной ноги и шаг установки стропил.

Параметры сечения стропил варьируются от 40×150 мм до 100×250 мм. Длина стропильной ноги зависит от угла наклона ската и длины пролета между противоположными стенами. При увеличении угла наклона ската увеличивается длина стропила, что требует использования пиломатериала большего сечения для обеспечения необходимой прочности конструкции. При этом снеговая нагрузка на крышу уменьшается, и можно сделать шаг установки стропил более редким. В то же время, уменьшение шага стропил ведет к возрастанию суммарной нагрузки на стропильную ногу.

Выполняя расчет, необходимо принимать во внимание все факторы, чтобы добиться необходимой прочности каркаса крыши, в том числе учитывать характеристики древесины (плотность, степень влажности, качество) при возведении деревянных конструкций, толщину элементов из металла – при строительстве металлических каркасов крыши.

Несущая конструкция крыши должна иметь высокую степень жесткости – требуется исключить прогиб стропил под нагрузками. Прогиб возникает, если были допущены ошибки при вычислении сечения элементов крыши и шага установки стропил. Если прогиб стропил был выявлен после монтажа кровли, можно использовать дополнительные элементы (подкосы) для придания жесткости конструкции. Если длина стропильной ноги односкатной, щипцовой или вальмовой крыши превышает 4,5 метра, без установки подкосов прогиб может образоваться независимо от сечения деревянных стропильных ног. Это следует учитывать, выполняя расчет длины стропил.

Основные принципы расчета базируются на том, что выбор толщины бруса зависит от суммарной нагрузки на крышу. Увеличение толщины стропила ведет к повышению прочности крыши, позволяет исключить прогиб, но при этом существенно возрастает суммарный вес стропильной системы, то есть, повышаются нагрузки на строительные конструкции и фундамент. Стропила на жилых домах устанавливают с шагом 60 – 100 см, конкретная величина зависит от:

• расчетной нагрузки;
• сечения стропил;
• характеристик кровельного материала;
• угла наклона скатов;
• ширины теплоизоляционного материала.

Расчет количества стропильных ног напрямую связан с шагом их установки. Изначально подбирается подходящий шаг монтажа, затем длину стены следует разделить на данное значение, прибавить к результату единицу и округлить число. Поделив длину стены на полученный результат, можно получить искомый промежуток между стропилами.

При определении количества стропил на одном скате важно помнить, что учитывается расстояние между осями стропильных ног.

Стропильные конструкции из металла

В частном домостроении использование металлических стропильных систем встречается реже, так как каркас из металла требуется монтировать при помощи сварки – это ведет к увеличению сложности и объема работ. Можно заказать изготовление конструкции на производстве, но ее монтаж потребует применения спецтехники. Проектирование каркаса крыши из металла требует точного расчета и соблюдения размеров всех элементов, поскольку отсутствует возможность подогнать деталь непосредственно при монтаже.

К прочности металлических стропильных систем нет претензий: использование металлопрофиля позволяет исключить прогиб стропил даже при перекрытии больших пролетов без установки дополнительных элементов для прочности и жесткости. Стропила из металла могут перекрывать пролеты более 10 метров, не образуя прогиб под расчетными нагрузками.

Выполняя расчет стропильной системы из металла, следует учитывать вес материала, нагрузки на строительные конструкции и фундамент. Параметры прочности металлических стропил и их высокое сопротивление нагрузкам на прогиб позволяет значительно сократить количество данных элементов по сравнению с деревянной конструкцией.

Расчет металлического каркаса крыши следует вести, базируясь на справочных значениях прочности элементов (швеллеров, уголков, балок и т.д.) в зависимости от их формы и толщины. Следует учитывать размеры пролетов и угол наклона скатов.

Опорная конструкция для стропильной системы из металла (мауэрлат) должен представлять собой металлическую балку, надежно закрепленную на верхнем крае стены.