Расчет стропил своими руками: используем в работе калькулятор расчета стропил крыши

Методика вычисления расстояния между стропилами

Существует два варианта расчета:

• Инженерный расчет с использованием соответствующих формул и методик.
• Использование онлайн-калькуляторов, дающих ответ после внесения собственных исходных данных.

Первый способ годится только для профессионального проектировщика кровельных систем. Для неподготовленного человека выполнить подобные вычисления крайне сложно, поскольку нужны различные специфические данные, коэффициенты, табличные значения, которые сложно найти и надо правильно использовать. Расчеты, полученные с помощью онлайн-калькуляторов, также не рекомендуется применять для реального строительства, а использовать как вариант уточнения или проверки результатов расчета, выполненного специализированными организациями.

Монтаж кровлиИсточник tues.ru

В видео можно увидеть, какой должен быть шаг стропил:

Заключение

В заключение необходимо напомнить, что все проектные и расчетные мероприятия должны быть выполнены подготовленными и специально обученными специалистами. Шаг стропил – это важная и ответственная величина, определяющая несущую способность крыши. Разрушения, вызванные неспособностью принимать существующие нагрузки, достаточно серьезны и способны поставить под вопрос возможность проживания в доме, поэтому необходимо максимально серьезно отнестись к решению этого вопроса.

Соединение стропил со стеновыми конструкциями

Независимо от того, стропильная система какого типа (наслонного или висячего) используется в конкретном случае, она должна передавать нагрузки, создаваемые кровлей, на несущие конструкции, предусмотренные проектом здания, — стены либо колонны

Именно поэтому соединение стропил с несущим контуром дома является столь важным, и ему следует уделять особое внимание

Практически любой проект здания предусматривает наличие мауэрлата – подстропильного бруса. Если используются стропила наслонного типа, то он будет работать на срез, а если висячего типа – работают на сжатие, в направлении, которое совпадает с ориентацией несущих стен. Из-за различных направлений векторов действующих сил для крепления наслонных и висячих стропил используют крепления разных конструкций, поскольку они должны обеспечивать компенсацию нагрузок различного рода.Основная задача, которую должны решать соединения стропильной системы наслонного типа, — предотвращение проскальзывания стропил по мауэрлату. В данном случае нагрузка, создаваемая собственно весом кровли и иными факторами (например, слоем снега), направлена перпендикулярно плоскости перекрытия. В связи с этим соединение стропил с мауэрлатом должно производиться таким образом, чтобы не происходило «расползание» стропильных ног, которое тем вероятнее, чем больше их длина. Для этого, помимо гвоздей, болтов и накладных деталей из металла, применяются различные плотницкие крепления, обеспечивающие надежное соединение деревянных элементов между собой.

Часто при строительстве нового дома, особенно деревянного, используют скользящие крепления, благодаря чему не будет происходить разрушения или критической деформации кровельной системы вследствие усадки коробки здания (подробнее: » «). В таком случае планку следует прикрепить к ноге стропила, а уголок – к мауэрлату. Благодаря загнутому уголку создается постоянное сцепление элементов конструкции между собой, но при этом не возникает препятствий для движения стропильной ноги в тех пределах, которые допускает свободный ход планки. После того, как усадка здания прекратится, все стропила займут определенную окончательную позицию, и смещений больше не будет. При желании положение уголка может быть зафиксировано, например, за счет клина. Следует отметить, что соединение скользящего типа используется только при обустройстве наслонных стропил, поскольку система висячих стропил имеет конструкцию, которая практически не зависит от деформации стен здания.

Чтобы знать, как правильно соединять стропила висячего типа, рассмотрим несколько различных способов крепления, зависящих от конкретной конструкции. На тип крепления влияет как сами узлы, так и характер воздействующих на них нагрузок. , работающие на сжатие, чаще всего скрепляют способом «зуба» (а при значительных нагрузках – двойного «зуба») либо «шипа». Для более надежного крепления дополнительно применяют болты, скобы и различные металлические накладные детали. При использовании пластин и уголков, их крепят шурупами и саморезами, а для болтовых соединений подготавливают отверстия, диаметр которых меньше сечения болтов на 1 миллиметр. Скобы забивают в боковые поверхности деревянных элементов стропильной конструкции. Что касается размеров крепежа, то он определяется толщиной стропил.

Если детали узлов работают на растяжение либо разрыв, то в таких случаях целесообразно применение хомутов. Особенно это актуально, когда производится соединение стропил в коньке. В таком случае хомуты охватывают коньковый брус и прикрепляются к балке или подкосу посредством болтов. Это обеспечит надёжное .

Верхнее соединение стропил между собой производится одним из следующих способов:

• стропила обрезаются под одинаковым углом и соединяются торцовыми плоскостями, при этом в боковину каждого стропила забивается под определенным углом по крайней мере по одному 150-миллиметровому гвоздю;
• посредством к коньковому брусу;
• боковыми гранями. В этом случае стропила сдвигаются по длине крыши на необходимое расстояние.

Помимо прочих факторов, на то, как соединить стропила между собой, влияет и длина свисающих частей их ног. Эта длина не должна превышать четыре с половиной метра, иначе вдоль ската должны быть пущены дополнительные опорные балки, уложенные параллельно мауэрлату и коньковому брусу. Соединение стропил с балкой можно дополнительно укрепить посредством металлических или деревянных накладок.

См. также

Как рассчитать снеговую нагрузку

Расчет стропильной конструкции крыши необходимо проводить строго, исходя их переменных нагрузок, которые могут возникать в той или иной местности. Например, в нашей стране во время зимы выпадает определенное количество осадков в виде снега, что нужно обязательно учитывать. 

На фото можно увидеть карту снеговых нагрузок. Можно сделать вывод, что в нашей местности выпадает очень много снега. Таким образом, к нагрузке кровли прибавляется не только кровельные системы, но и определенная масса снега. Данную нагрузку рассчитывают по формуле: S=Sg x µ.

• S обозначает снеговую нагрузку;
• Sg обозначает массу снегового покрова. В этом случае учитывается его вес на 1 кв. метр горизонтальной поверхности. Данный показатель у каждого дома разный, на это влияет его месторасположение. Коэффициент можно узнать в строительных нормах и правилах для стропильных систем. 
• µ обозначает поправочный коэффициент. Его значение зависит строго от угла наклона кровли. Коэффициент со значением 1,0 будет у крыш с наклоном в 25 градусов и меньше. Коэффициент 0,7 имеют крыши с углом наклона от 25 до 60 градусов, если крыша имеет крутые склоны, то коэффициент можно не учитывать.

Производим расчет с поправочным коэффициентом. Получается: 180 x 0,7 = 126 кг снега на 1 кв. м. Вот и получился расчет снеговой нагрузки на кровельную систему.

Как рассчитать ветровые нагрузки?

Карта ветровых нагрузок центральной России

Чтобы произвести расчет нагрузки на стропила применяется формула:

W = Wo x k

• Wo – это нормативный показатель, который определяется по таблицам, в зависимости от района страны.
• k – это поправочный коэффициент, который позволит определить изменение ветровой нагрузки в зависимости от типа местности и высоты здания.

Высота дома, измеряемая в метрах	А	Б
20	1,25	0,85
10	1	0,65
5	0,75	0,85

А – это открытые местности: степи, побережье моря или озера;

Б – местности, равномерно покрытые препятствия, например, городская застройка или лесной массив.

Пример расчета. Рассчитать ветровую нагрузку для дома высотой5 метров, расположенного в лесистой местности в Подмосковье.

Московский регион расположен в I ветровом районе, нормативное значение ветровой нагрузки в этом районе 23 кгс/кв. м.

Поправочный коэффициент в нашем примере составит 0,5

23 x 0,5 = 11,5 кгс/ кв. м.

Это значение ветровой нагрузки.

Монтаж стропильной системы двускатной крыши

Два вида стропильной системы определяют две разновидности технологии их сборки. Рассмотрим каждую по отдельности.

Монтаж наслонных стропил

Существует определенная последовательность сборки наслоных стропил.

1. Устанавливаются две крайние опорные стойки под коньковый брус. Они не только будут подпирать брус, но и являться элементами, формирующими фронтоны здания. Крепят их в нижней части к мауэрлату. При этом строго выставляют по вертикали, а верхние торцы в одной горизонтальной плоскости. Для этого между стойками натягивают прочную нить, уровнем проверяют ее на горизонтальность. Если есть отклонения, то одну из опор (низкую) приподнимают при помощи деревянных подпорок.
2. По горизонтально натянутой нити монтируют промежуточные опорные стойки с шагом 2-2,5 м. Чтобы брусы стоек не смещались, их подпирают временными крепежными элементами: подпорками или затяжками.
3. На стойки укладывают коньковый брус, который к ним же и крепится.
4. Производится попарно установка стропил двускатной крыши. Монтаж можно начинать с любой стороны. Крепление сразу проводится к мауэрлату и к коньку. Главное – выдержать расстояние между ногами, которое определяется в зависимости от тяжести и несущей способности кровельного материала. Обычно в проекте дома этот параметр указывается.
5. Если есть необходимость, монтируются промежуточные опорные стойки и подкосы.

Установка стропил на конек по натянутой нитиИсточник kbumb.ru

Монтаж висячих стропил

Технология установки висячих стропил другая. Для этого вся конструкция, собранная из двух стропил и затяжки, собирается на земле. То есть подготавливаются кровельные фермы в необходимом количестве, которые затем поднимаются на крышу. Иногда мастера собирают фермы на крыше. Собрали одну – установили, собирают следующую.

Необходимо отметить, что такие фермы имеют значительную массу. Поднимать их вручную сложно и опасно, поэтому используют услуги подъемного крана. А это увеличивает себестоимость сооружения.

Собранные на земле стропильные фермы висячего типаИсточник moydom-irk.ru

Самое сложное – выставить фермы. Все они устанавливаются по месту монтажа с запланированным шагом, где временно закрепляются укосинами и подпорками. Затем между крайними фермами натягивается нить. Ее надо выставить так, чтобы она, во-первых, был натянута строго по горизонту, во-вторых, по конструкции, которая выше остальных.

Остается только приподнимать стропильные конструкции, которые оказались ниже натянутого уровня. И последнее – монтаж обрешетки, которая закрепит все фермы в одну стропильную систему

Обратите внимание, что в нижней части стропила будут закрепляться к мауэрлату

Как рассчитать снеговую нагрузку

При возведении кровли чрезвычайно важно знать, как правильно рассчитать стропильную систему целом, и снеговую нагрузку на нее в частности. Это чрезвычайно важный фактор, который нельзя упускать из виду, ведь при неправильно спроектированной конструкции во время сильных снегопадов может обрушиться вся крыша (подробнее: «Расчет снеговой нагрузки на кровлю и ее особенности»). 

Для расчета значения нагрузки, создаваемой снежными массами на кровлю, используется следующая формула:

S=Sg*µ, где

Sg – табличное значение массы квадратного метра снежного покрова на горизонтальной поверхности земли;

µ — коэффициент, позволяющий определить переход от веса снежного покрова на земле к нагрузке, создаваемой снежной массой на кровельное покрытие

Значение данного коэффициента определяется в зависимости от углов уклона скатов крыши. Так, при углах уклона, не превышающих 25 градусов, µ принимается равным 1; при углах наклона от 25 до 60 градусов значение µ составляет 0,7

В тех случаях, когда угол уклона ската крыши больше 60 градусов, нагрузка, создаваемая снежным покровом на кровлю, не принимается во внимание при расчете ввиду ее незначительности. 

Рассчитываем деревянные стропила

Длина стропил

Расчет длины стропильной ноги относится к самым простым геометрическим расчетам.

Поскольку вам понадобится всего лишь два размера: ширина и высота, а также теорема Пифагора.

Чтобы расчет был более понятным, посмотрите на рисунок ниже.

Нам известны два расстояния:

— а – это высота от нижней до верхней точки внутренней части стропил.

Первый катет;

— b – это величина, равная половине ширины крыши.

Второй катет.

— с – это гипотенуза треугольника.

Та самая стропильная нога, длину которой мы ищем.

Дальше в соответствии с теоремой Пифагора

с²=a²+b².

То есть,

с²=(2 х 2)+(3 х 3).

Итого с²=4+9=13.

Теперь надо получить корень квадратный из 13.

Можно, конечно, взять таблицы Брадиса, но на калькуляторе удобнее.

Получаем 3.6 метра.

К этому числу теперь нужно прибавить длину выноса d чтобы получить искомую длину стропил.

Рассчитываем и подбираем сечение элементов стропильной системы

Сечение досок, которые мы будем использовать для изготовления стропил и прочих элементов системы стропил, зависит от того, какую длину имеют стропила, с каким шагом они будут устанавливаться и от величин снеговой и ветровой нагрузки, которые существуют в конкретном регионе.

Для простых конструкций используют таблицу типовых размеров и сечений доски.

Если конструкция очень сложная, то лучше использовать специальные программы.

Рассчитываем шаг и количество стропильных ног

Шагом стропил называется расстояние между их основаниями.

Специалисты считают, что минимальное расстояние должно составлять 60 см.

А оптимальным расстоянием является 1 метр.

Выполняем расчет расстояния между стропилами:

• выполняем измерение дины ската по карнизу;
• затем полученную цифру следует разделить на предполагаемый шаг стропил. Если шаг планируется 60 см, то следует делить на 0.6.Если 1 метр – то делить на 1. О предварительном выборе шага будет дальше;
• затем к поученному результату следует прибавить 1 и округлить полученное значение в большую сторону. Таким образом, получаем количество стропил, которые могут быть установлены на крыше вашего дома;
• общую длину ската необходимо разделить на количество стропил, чтобы получить шаг стропил.

Например, длина ската кровли равняется 12 метров.

Предварительно выбираем шаг стропил 0.8 метра.

Далее расчеты выглядят так:

12/0.8 = 15 метров.

Прибавляем единицу 15+1=16 стропил.

Если бы получилось дробное число, то мы бы округлили его в большую сторону.

Теперь от 12 метров следует поделить на 16.

В итоге 1216=0.75 метра.

Вот оптимальное расстояние между стропилами на одном скате.

Также может быть использована таблица, о которой говорилось раньше.

С висячими стропилами

Это системы, у которых стропильные ноги опираются только на наружные стены без промежуточных опор (несущих стен). Для двускатных крыш максимальный пролет составляет 9 метров. При установки вертикальной опоры и системы подкосов увеличить его можно до 14 метров.

Висячий тип стропильной системы двускатной крыши хорош тем, что в большинстве случаев нет необходимости ставить мауэрлат, а это делает установку стропильных ног проще: не нужно делать врубки, достаточно скосить доски. Для связи стен и стропил используется подкладка — широкая доска, которую крепят на шпильки, гвозди, болты, ригеля. При таком строении большая часть распирающих нагрузок компенсирована, воздействие на стены направлено вертикально вниз.

Виды стропильных систем с висячими стропилами для разных пролетов между несущими стенами

Стропильная система двухскатной крыши для небольших домов

Существует дешевый вариант стропильной системы, когда она представляет собой треугольник (фото ниже). Такое строение возможно, если расстояние между наружными стенами не более 6 метров.  Для такой стропильной системы можно расчет по углу наклона не делать: конек должен быть поднят над затяжкой на высоту не менее 1/6 длины пролета.

Но при таком построении стропила испытывают значительные изгибающие нагрузки. Для их компенсации или берут стропила большего сечения или врубку коньковой части делают так, чтобы их частично нейтрализовать. Для придания большей жесткости в верхней части с обоих сторон прибивают деревянные или металлические накладки, которые надежно скрепляют вершину треугольника (тоже смотрите не картинке).

На фото также показано, как дорастить стропильные ноги для создания свеса кровли. Делается врубка, которая должна выходить за пределы линии, проведенной от внутренней стены вверх. Это необходимо, чтобы сместить место надреза и уменьшить вероятность надлома стропила.

Коньковый узел и крепление стропильных ног к подкладной доске при простом варианте системы

Для мансардных крыш

Вариант с установкой ригеля — используется при организации под крышей жилого помещения — мансарды. В этом случае он является основой для подшивки потолка расположенного ниже помещения. Для надежной работы системы такого типа, врубка ригеля должна быть безшарнирной (жесткой). Лучший вариант — полусковороднем (смотрите на рисунке ниже). В противном случае крыша станет неустойчивой к нагрузкам.

Стропильная система двухскатной крыши с приподнятой затяжкой и узел врубки ригеля

Обратите внимание на то, что в этой схеме присутствует мауэрлат, а стропильные ноги для повышения устойчивости конструкции должны выходить за пределы стен. Для их закрепления и стыковки с мауэрлатом делается врубка в виде треугольника

В этом случае при неравномерной нагрузке на скаты, крыша будет более стабильна.

При такой схеме почти вся нагрузка ложится на стропила, потому их необходимо брать большего сечения. Иногда приподнятую затяжку укрепляют подвеской. Это необходимо для предотвращения ее прогиба, если она служит опорой для материалов обшивки потолка. Если затяжка небольшой длины, ее можно подстраховать по центру с двух сторон досками, прибитыми на гвозди. При значительной нагрузке и длине таких страховок может быть несколько. В этом случае тоже достаточно досок и гвоздей.

Для больших домов

При значительном расстоянии между двумя наружными стенами устанавливается бабка и подкосы. Такая конструкция обладает высокой жесткостью, так как нагрузки компенсированы.

Стропильная система двухскатной крыши для большого пролета и узлы врубки конька и стропил

При таком длинной пролете (до 14 метров) сделать затяжку цельной сложно и дорого, потому ее делают из двух балок. Соединяется она прямым или косым прирубом (рисунок ниже).

Прямой и косой прируб для соединения затяжки

Для надежной стыковки место соединения усиливается стальной пластиной, посаженной на болты. Ее размеры должны быть больше размеров врубки — крайние болты вкручиваются в цельную древесину на расстоянии не менее 5 см от края врубки.

Для того чтобы схема работала нормально, необходимо правильно сделать подкосы. Они передают и распределяют часть нагрузки от стропильных ног на затяжку и обеспечивают жесткость конструкции. Для усиления соединений используются металлические накладки

Крепление подкосов для стропильной системы висячими стропилами

При сборке двухскатной крыши с висячими стропилами сечение пиломатериалов всегда больше, чем в системах с наслонными стропилами: точек передачи нагрузки меньше, следовательно на каждый элемент приходится большая нагрузка.

Какие программы для проектирования крыш существуют

Раньше строители перед тем, как приступить к работе по оборудованию крыши домов, должны были нарисовать схему. На основании рисунка осуществлялись замеры необходимых параметров, которые переносились на предварительно подготовленный план, нанесенный на лист бумаги. Людям современности повезло.

Интерфейс программы для расчета стропил кровли

Ведь есть специальные утилиты, которые самостоятельно все просчитают, главное корректно указать параметры. Стоит понимать, какие функции возможно выполнить с тем или иным софтом, чтобы подобрать для себя тот, который максимально комфортен.

Автокад

Программа с начала своего выхода начала пользоваться высокой популярностью.

В видео показывается процесс расчета кровли в программе Автокад.

Преимущества

1. В программное обеспечение вшиты объекты различной формы, с помощью которых можно сконструировать структуры, которые подойдут под конкретный случай.
2. Утилита позволяет просмотреть созданные объекты в 2D и в 3D режиме архитектурной визуализации.
3. Также, можно распечатать созданный чертеж, чтобы обустроить крышу по всем параметрам.
4. Внутри утилиты имеется набор всех необходимых инструментов, которые понадобятся для создания самых разнообразных объектов.
5. С помощью программы Автокад можно создавать презентационные и рекламные ролики, которые помогут заказчику в совершенстве понять, как будет выглядеть кровля его дома.

6. В программу можно загрузить подготовленные файлы, созданные в программе Excel или же заснятые на фотоаппарат. После загрузки файлов, можно работать с ними, совершенствуя с помощью утилиты Автокад и добавляя необходимые для создания проекта элементы.

7. Работать в софте достаточно просто, панель задач создана таким образом, что она будет понятна и профессиональным проектировщикам, и начинающим пользователям подобной утилитой.
8. Пользоваться программой можно с любого компьютера, телефона или планшета. Поэтому софт может быть использован потребителями услуг любого уровня.

Недостатки

Для того чтобы программа полноценно и без сбоев работала, необходимо уточнить, совместима ли выбранная версия с программным обеспечением, установленным на компьютер.

Кровля Профи

Данная утилита чаще всего используется компаниями, которые указывают услуги строительства разным потребителям.

Интерфейс программы Кровля Профи

На этапе подготовки к строительству, не зависимо от того 1 или 3 этажа в здании планируется возводить, Кровля Профи поможет подсчитать, какое количество материалов необходимо для осуществления миссии, в частности, для крыши сооружения.

Преимущества

1. Удобный интерфейс.
2. Четкое понимание того, сколько сырья требуется закупить для качественного выполнения работы.
3. Программа четко просчитает, каким образом максимально экономно использовать материал, чтобы даже отрезки были пущены в дело.
4. После создания проекта, программа для расчета крыши выдает готовый чертеж, на основании которого можно осуществлять возведение конструкции кровли здания.

Недостатки

В утилите Кровля Профи довольно ограниченное количество функций. Чтобы установление крыши было осуществлено на высоком уровне, нужно хорошо подготовиться к данному процессу. Именно для этой цели и придуманы программы, в которых можно создать проект и напечатать чертеж этой конструкции. Главное, выбрать подходящую утилиту, в которой будет удобно и комфортно работать.

Выбор кровельного материала

Это второй базовый компонент сборной нагрузки, поскольку при расчете обязательно следует учитывать вес квадратного метра кровли. Помимо финансовых и эстетических соображений учитывается возможность устройства кровли на скатах с уже выбранным углом уклона.

Фаворитами частного строительства являются:

• волокнисто-цементные листы (ондулин, шифер и аналоги);
• профнастил и фальцевая кровля;
• металлочерепица;
• битумная черепица;
• сланец;
• керамическая черепица.

Соответственно, сравнение веса проводится именно для этих материалов.

Тип кровельного материала	Вес 1 кв.м. поверхности, кг
Ондулин	Примерно 3
Металлочерепица	3,5…4,5
Битумная черепица	6…8
Профнастил	6…15
Шифер	10…14
Цементно-песчаная черепица	20…30
Сланец	45…60
Керамическая черепица	40…60

Если принимать во внимание и снеговую нагрузку (ветровая значительно меньше), и вес кровельного материала, то на один квадратный метр приходится для Подмосковья от 130 до 240 кг/м.кв, а вот для Петропавловска-Камчатского – уже 450…520 кг/м.кв

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.

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.

Длина одного отрезка стропильной системы рассчитывается определенным образом.

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

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

3. 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:

1. 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;

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

3. 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.

ТОП-10 лучших материалов для шумоизоляции пола

Общие принципы расчёта стропильной системы

Самыми важными несущими частями стропильной системы двухскатной кровли здания являются мауэрлат, ригель и стропила. Мауэрлат работает на сжатие, поэтому его сечение можно взять условно.

Ригель и стропильные ноги испытывают на себе изгибающий момент.

Расчёт таких конструкций производится по прочности и по жёсткости. Для небольших зданий можно выбрать их сечение приблизительно, но для серьёзных построек, в целях безопасности и экономии материала расчёт стропильной системы должен выполнить профессионал.

Нагрузка от собственного веса кровли

Чтобы выполнить расчёт необходимо знать нагрузку на 1 м.кв. кровли.

Для этого нужно сложить массы 1 м.кв. всех кровельных материалов:

1. подшивка (если она есть, чаще всего выполняется из гипсокартона);
2. стропильные ноги. Чтобы посчитать какой вес стропил приходится на квадратный метр кровли нужно найти массу погонного метра стропильной ноги и разделить это число на шаг стропил в метрах. Для расчёта можно принять приблизительное сечение стропила, площадь этого сечения необходимо умножить на плотность древесины;
3. утеплитель (если он есть). Плотность утеплителя должна быть указана производителем, её необходимо умножить на толщину;
4. обрешётка. Для обеспечения запаса в расчёт можно брать сплошную обрешётку. Например, 1 м.кв. обрешётки из доски толщиной 32 мм будет весить приблизительно 25 килограмм;
5. кровельный материал. Масса 1 м.кв. покрытия обычно указывается производителем.

Снеговая нагрузка

Снеговая нагрузка для каждой местности своя и равняется весу снегового покрова на горизонтальной плоскости.

На территории России она может принимать значения от 80 до 560 килограмм на метр квадратный. В интернете можно легко найти карту распределения снеговой нагрузки и выбрать нужное число исходя из района строительства.

Угол наклона кровли

Угол наклона кровли достаточно легко рассчитать, зная геометрию и имея под рукой инженерный калькулятор или стандартный калькулятор на персональном компьютере.

Если использование инженерного калькулятора вызывает затруднения, арктангенс можно найти с помощью калькулятора онлайн.

Расчёт шага стропил

Шаг стропил мансардной кровли следует выбирать из соображений удобства монтажа утеплителя. Маты обычно имеют ширину 60 сантиметров, поэтому шаг стропил стоит выбирать так, чтобы расстояние между ними в чистоте составляло 58 или 118 сантиметров. Два сантиметра позволят установить плиты утеплителя очень плотно, что позволит ему держаться между стропилами и улучшит теплоизоляцию.

Длина стропильной ноги

Длину ноги легко вычислить по формуле:L / cosα, здесь L – это расстояние от конька крыши до внутренней поверхности наружной стены в плане, а cosα – это косинус угла наклона кровли. При жёстком креплении нужно прибавить величину врубки.

Сечение стропильной ноги

Сечение стропильной ноги нужно подбирать кратным размеру досок и бруса.

Пример простого расчёта сечения стропильной ноги:

1. находим нагрузку на 1 погонный метр стропила.q = (1.1*масса 1 м.кв. кровли*cosα + 1.4*нормативная снеговая нагрузка* cosα2)* шаг стропил;
2. находим W.W = q*1,25*полёт стропил/130;
3. решаем уравнение:W = b*h2/6. В этом уравнении b – ширина сечения стропильной ноги, а h–высота.

Для решения нужно задаться шириной и найти высоту, решив простое квадратное уравнение. Ширину можно назначать 5 см, 7.5 см, 10 см, 15 см. При небольших пролётах ширина 15 см нецелесообразна.

Для расчета стропильных систем существуют всевозможные таблицы, программы, онлайн калькуляторы.

Особенности расчета сечений стропил и иных элементов стропильной системы

Подбор сечения стропил осуществляется с учетом следующих параметров:

• длины стропильных ног (подробнее: «Как рассчитать длину стропил, особенности стропильных систем»);
• шага установки стропил;
• расчета нагрузки на кровлю в конкретной местности.

Ниже представлены значения сечений конструкционных элементов стропильных систем, соответствующие максимально возможным нагрузкам в средней полосе России:

• сечение брусьев мауэрлата – 150х150, 150х100 либо 100х100 миллиметров;
• сечение брусьев диагональных ендов и ног – 200х100 миллиметров;
• сечение брусьев прогонов – 200х100, 150х100 либо 100х100 миллиметров;
• сечение брусьев затяжки – 150х50 миллиметров;
• сечение брусьев ригелей, используемых в качестве опор для стоек – 200х100 либо 150х100 миллиметров;
• сечение брусьев стоек – 150х150 либо 100х100 миллиметров;
• сечение досок короба и карниза, брусьев подкосов и костылей – 150х50 миллиметров;
• сечение подшивочных и лобовых досок – (22-25)х(100-150) миллиметров.