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

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

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

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

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

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

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

Калькулятор расчета нагрузки на стропила для определения оптимального сечения

Для изготовления стропильных ног применяется качественный пиломатериал определенного сечения. Его прочностных характеристик должно быть гарантированно достаточно для того, чтобы конструкция крыши могла противостоять всем выпадающим на нее нагрузкам.

Калькулятор расчета нагрузки на стропила для определения их оптимального сечения

Чтобы определиться с этим параметром, придется провести некоторые вычисления. Посильную помощь сможет оказать калькулятор расчета нагрузки на стропила для определения оптимального сечения пиломатериала для их изготовления.

Цены на крепления для стропил

Необходимые пояснения по проведению расчетов будут приведены ниже.

Калькулятор расчета нагрузки на стропила для определения оптимального сечения

Алгоритм проведения расчета сечения стропильных ног

Работа будет строиться в два этапа. Вначале с помощью калькулятора будет определена распределенная нагрузка на 1 погонный метр стропильной ноги. Затем, по приложенной таблице, можно будет подобрать оптимальный размер бруса для изготовления стропила.

Шаг первый – расчет распределенной нагрузки на стропильные ноги

Калькулятор расчёта запросит следующие значения:

  • Угол уклона ската. Эта величина напрямую связана с уровнями внешних нагрузок на кровлю – снеговую и ветровую.

С крутизной ската и, соответственно, с высотой конька (конькового узла) поможет разобраться специальный калькулятор, к которому ведет ссылка.

  • Тип планируемого кровельного покрытия. Естественно, что различные покрытия имеют собственную массу, которая предопределяет статическую нагрузку на стропильную систему. В калькуляторе уже учтены не только весовые характеристики различных покрытий, но и материалы обрешетки и утепления кровли.
  • Необходимо указать зону своего региона по уровню возможной снеговой нагрузки. Ее несложно определить по расположенной ниже карте-схеме:

Карта-схема для определения своей зоны по уровню снеговой нагрузки

  • Аналогичным образом определяется и зона по уровню ветрового давления – для этого существует своя карта-схема.

Карта-схема для определения зоны по степени ветрового воздействия на кровлю

  • Необходимо учесть особенности расположения здания на местности. Для этого нужно оценить его «окружение» и выбрать одну из трех предлагаемых зон, «А», «Б» или «В».

При этом есть нюанс. Все естественные или искусственные преграды для ветра могут приниматься в расчет только в том случае, если они расположены на расстоянии от дома, не превышающем величины 30×Н, где Н – это высота здания по коньку. Например, для здания высотой 7 метров получается круг с радиусом 210 метров. Если преграды расположены дальше, то это будет считаться открытой местностью.

  • Наконец, потребуется внести высоту дома в метрах (по коньку).
  • Последнее окно калькулятора – шаг установки стропильных ног. Чем чащи они устанавливаются – тем меньше будет распределенная нагрузка, выпадающая на каждую из них, но при этом, естественно, увеличивается их количество. Можно «поиграть» значением шага, чтобы проследить динамику изменения распределенной нагрузки – так появится возможность выбрать оптимальное значение для дальнейшего определения сечения стропил.

Шаг второй – определение сечения стропильной ноги

Итак, имеется значение распределённой нагрузки, выпадающей на погонный метр стропильной ноги. Наверняка, заранее была рассчитана и длина стропила (если нет, то рекомендуется перейти к соответствующему калькулятору). С этими данными уже можно войти в таблицу для определения сечения бруса.

Таблица для определения оптимального сечения бруса для изготовления стропильных ног

Есть еще один нюанс. Если стропила получаются слишком длинными, то для повышения их жесткости часто предусматриваются дополнительные усиливающие элементы системы – стойки (бабки) или подкосы. Они позволяют уменьшить расстояние «свободного пролета», то есть между соседними точками опоры. Именно это значение и будет необходимо для вхождения в таблицу.

На иллюстрации стрелками показан пример определения сечения стропила для распределенной нагрузки в 75 кг/погонный метр и с расстоянием между точками опоры в 5 метров. В левой части таблицы можно взять любое из предлагаемых значений, которое покажется удобнее: доски или брусья с минимальными сечениями: 40×200; 50×190; 60×180; 70×170; 80×160; 90×150; 100×140. Кроме того, можно использовать и бревно с диаметром 140 мм.

Стропила – основные несущие элементы конструкции крыши

От их качества и правильности расчета зависят долговечность и надежность всей кровельной конструкции в целом. Много важной информации по этому вопросу содержит статья нашего портала «Стропила своими руками» .

О калькуляторе

Онлайн-калькулятор двускатной крыши, также называемой двухскатной, поможет вам рассчитать нужный угол наклона скатов, определить сечение и количество стропил, объем материалов на обрешётку, расход изоляционных материалов, и при этом учтет существующие нормы по ветровым и снеговым нагрузкам. Вам не придется выполнять лишние дополнительные расчеты, ведь в данном калькуляторе присутствует большинство существующих кровельных материалов. Вы без труда сможете рассчитать расход и вес таких распространенных материалов, как битумная черепица, цементно-песчаная и керамическая черепица, металлочерепица, битумный и асбестоцементный шифер, ондулин и других. Если же вы используете нестандартный материал, или хотите получить более точные расчеты, вы можете указать массу собственного кровельного материала, выбрав соответствующий пункт в выпадающем списке материалов.

Обратите внимание!
Калькулятор производит расчеты согласно действующих СНиП «Нагрузки и воздействия» и ТКП 45-5.05-146-2009.

Двускатная крыша (встречаются варианты наименования «двухскатная крыша» и «щипцовая крыша») – наиболее распространённый вид крыши, в которой присутствуют два наклонных ската от конька до наружных стен сооружения. Популярность этого типа крыш объясняется их умеренной стоимостью, лёгкостью возведения, хорошими эксплуатационными качествами и привлекательным внешним видом.

В такой конструкции стропила разных скатов опираются друг на друга попарно и обшиваются досками обрешетки. Торец здания с двускатной крышей имеет треугольную форму и называется фронтоном (также встречается наименование «щипец»). Обычно под скатами кровли располагается чердачное помещение, естественно освещаемое при помощи небольших оконных отверстий, расположенных в верхней части фронтонов.

При заполнении полей калькулятора вы можете узнать дополнительную информацию, расположенную под знаком .

О любых вопросах или идеях, касающихся данного калькулятора, вы можете написать нам, используя форму внизу страницы. Будем рады услышать ваше мнение.

Определение уклона крыши

Угол может варьироваться в широких пределах: от 10 до 60 градусов. Возможны корректировки и в сторону уменьшения, и в сторону увеличения. В классическом исполнении оба ската имеют одинаковые углы. Чтобы правильно сделать расчет угла кровли, нужно учесть следующие факторы:

  • Вид кровельного покрытия и вес обрешетки под него, первое – определяет технологию установки и конструкцию основания. Чем меньше стыков и нахлестов, тем ниже может быть крыша. Если таких соединений много, кровля может быть высокой.
  • Вес всего «кровельного пирога» вместе с финишным покрытием оказывает нагрузку на здание только своей проекцией, то есть чем уклон значительней, тем меньше конструкция давит на опору.
  • Климатические особенности местности также определяют уклон. В регионах, где много осадков, скаты должны быть более крутыми, чтобы легче и быстрее освобождаться от осадков, но при наличии серьезной ветровой нагрузки следует уменьшить параметры.
Читайте также  Беседка с плоской крышей

Также для расчета угла кровли можно воспользоваться нормативными документами. Если у вас нет специальных знаний, лучше пользоваться рекомендациями, указанными в градусах.

Стропильная система вальмовой крыши

Наиболее сложной в строительстве считается стропильная система вальмовой крыши. Данный вид называют четырехскатной, так как кровля образуется не только боковыми, но и дополнительными торцевыми скатами, где установка стропил осуществляется не на конек, а на угловые тетивы. Это предъявляет особые требования к организации кровельного каркаса.

Под вальмовой крышей мансарду устраивают не часто. Это связано с небольшим углом наклона стропил и кровли в целом. В случае увеличения угла скатов к горизонту, расстояние между стропилами увеличивают, при уменьшении — наоборот. Дополнительным аспектом расчета служит и используемый кровельный материал.

Что из себя представляют висячие стропила?

Стропила — основная часть конструкции крыши, воспринимающая на себя всю нагрузку. Выбор висячих или наслонных конструкций зависит от наличия внутренних несущих стен в здании. Если они есть, тогда стропила будут через стойку опираться на них и такая схема называется наслонной. В противном случае основаниям служат только внешние несущие стены, при этом максимальное расстояние между ними может быть до 14 метров.

Хотя висячие стропила находятся под уклоном, они не распирают стены, а передают лишь строго вертикальные нагрузки. Это достигается за счет применения растяжки в основании крыши. Их изготавливают из брусьев и в зависимости от требуемой длины могут быть цельными или составными. Если требуется использовать двойную растяжку, тогда делают соединение внахлест, косым или прямым зубом, накладками и так далее.

Сами стропильные ноги могут быть сделаны из бревен, бруса или обрезной доски. Перед тем как использовать, их обрабатывают специальными средствами, защищающими от плесени, грибка, воспламенения и гниения.

Висячая стропильная система применима в жилых домах, торговых складах и на промышленных объектах.

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.

Варианты решения задачи

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

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

— формы (крыша может быть, например вальмовой);

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

— необходимости оформления мест прохождения труб через кровлю.

В связи с этим наиболее рациональным вариантом остается самостоятельный расчет.

Монтажные работы

Строительство стропильной системы начинают после приобретения всех строительных материалов. Чтобы был ясен процесс возведения шатровой крыши, его надо рассмотреть по шагам на примере кирпичного дома.

Основным элементом конструкции, подлежащим первоочередному монтажу, является мауэрлат. Под него надо уложить гидроизоляцию, например, два слоя рубероида. Это убережет древесину от влаги, идущей со стороны стены. Если разработанная схема предусматривает монтаж выносных балок, то их укладка начинается с центрального элемента. Все последующие с определенным шагом монтируют от центра к обоим краям.

Для основной стойки используют брус сечением не менее 150×150 мм. Опору располагают вертикально строго по центру каркаса, выравнивая отвесом или уровнем. Обеспечить устойчивость ей помогают временные подпорки.

Теперь пришло время монтажа центральных стропил. Сверху они крепятся к опоре металлическими накладками, а снизу закрепляются на мауэрлат. Для фиксации применяют гвозди, длиной не менее 150 мм, болты или саморезы совместно с металлическими накладками. Наклонные стропильные ноги располагают по натянутому шнуру от конькового узла до четырех углов мауэрлата. Стропильные свесы скрепляют доской. Если требуется, монтируют подкосы и ригели.

К наклонным ногам крепят нарожники. Элементы, упирающиеся на балки выноса, укрепляют дополнительными опорами. Далее, приступают к зашивке карнизов. Для этого используют фанеру или обычные доски.

Сверху готовых стропил расстилают гидроизоляционный материал. Стыки укладывают внахлест с шириной каждой стороны материала не менее 150 мм. Гидроизоляцию фиксируют степлером, после чего приступают к монтажу обрешетки. Ее шаг зависит от выбранного кровельного покрытия. Если решено, что шатровая крыша будет покрыта мягкой кровлей, под нее потребуется сплошная обрешетка из фанеры.

Выстроенная, по правильным расчетам, шатровая крыша выстоит без ремонта более десяти лет, после чего может быть понадобиться небольшая реконструкция.