Строительство Севастополь

Строительство в Севастополе — сообщество мастеров строителей и отделочников

 

Как правильно выбрать стропильную систему для вашего дома. Сечение стропил


Сечение стропил: пример расчета, пошаговое руководство

Для того чтобы стропильные фермы успешно объединились в единую надежную и прочную конструкцию, нужно составить грамотный проект и правильно выполнить все необходимые расчеты. И главнейшим параметром, которому нужно уделить особое внимание на подготовительном этапе, является сечение стропил. Чаще всего стропила представляют собой обыкновенный деревянный брус.

Разновидности стропил

Разновидности стропил.

От правильности его выбора зависит целостность и безопасность не только кровли, а и всего строения в целом. Рассчитать сечение можно при помощи специальной программы, но лучше всего делать это вручную. Самостоятельный индивидуальный расчет исключает вероятность ошибки. В процессе расчета, помимо всего прочего, обязательно учитываются снеговые и ветровые нагрузки для рассматриваемого региона, особенности теплоизоляции и отделки.

Что нужно учитывать при выборе сечения материала для стропил?

Для того чтобы кровельная система была надежной и максимально прочной, нужно определить подходящее сечение стропил и непосредственно сам материал, используемый для работы. Сечение бруса является главным параметром стропильной системы. Именно от сечения стропил зависит, будет ли способна система выдержать вес кровельной конструкции.

В процессе расчета сечения стропил учитываются следующие моменты:

  1. Суммарная масса кровельных материалов.
  2. Общий вес планируемой внутренней отделки, в том числе чердачных и мансардных помещений.
  3. Атмосферные воздействия на кровлю здания.
Схема расчета стропильной системы

Схема расчета стропильной системы.

Для успешного самостоятельного расчета вам понадобится:

  1. Измерительная рулетка.
  2. Лист бумаги и карандаш или ручка для записей.
  3. Калькулятор.

Дополнительно нужно учесть:

  1. Пролеты.
  2. Сечение бруса.
  3. Шаг установки ног.
  4. Форма стропильной фермы.
  5. Снеговые нагрузки, а также значения ветровых нагрузок для рассматриваемого региона и прочие данные, влияющие на результаты расчета.

При желании вы можете поручить эту работу специалисту или использовать специальные программы. Но для большей точности и в целях экономии расчет лучше проводить самостоятельно. Понадобится всего несколько простых формул. Непосредственно сложность расчета и используемых формул зависит от сложности и размера кровли.

Основные требования к брусу для устройства стропильной системы

Помимо самого расчета стропил, нужно уделить должное внимание выбору бруса для обустройства системы. Материал должен быть хорошего качества. Максимально допустимый уровень влажности древесины составляет 20%. Брусья предварительно обрабатываются специальным раствором, обеспечивающим защиту деревянных конструкций от возгорания, гниения, порчи грызунами и насекомыми.

Карта снеговых нагрузок России

Карта снеговых нагрузок России.

На брус, используемый для обустройства стропильной системы, будут оказываться постоянные и периодические нагрузки. Под постоянными нагрузками нужно понимать вес стропильной конструкции, смонтированной обрешетки, облицовочного кровельного материала, теплоизоляционных и прочих материалов. Значения рассчитываются отдельно для каждого применяемого материала, а затем полученные результаты суммируются.

Временные нагрузки могут иметь разную периодичность и быть продолжительными, кратковременными и редкими. Также выделяют особые нагрузки, к примеру, землетрясения. Под кратковременными нужно понимать снеговые и ветровые нагрузки, вес людей, выполняющих работы на кровле и т.д. Продолжительными считаются любые нагрузки, которым подвергается конструкция в течение некоторого временного промежутка.

Учет ветровой и снеговой нагрузок в процессе расчета

При выполнении расчета стропил обязательно учитывается снеговая нагрузка. Она будет меняться в зависимости от региона расположения дома. Существуют специальные утвержденные таблицы, позволяющие подобрать конкретные данные для своего региона.

Сам расчет предполагаемых снеговых нагрузок выполняется по простой формуле, в соответствии с которой нужно умножить вес снега, приходящийся на 1 м² горизонтальной грунтовой поверхности, на специальный коэффициент, отражающий переход снеговой нагрузки на горизонтальную (либо с уклоном) кровельную поверхность. Для определения коэффициента нужно знать уклон кровли. Если уклон ската составляет 25 °, коэффициент принимается равным 1. В случае же уклона в 25-60 ° используется значение равное 0,7. Если же скат имеет уклон более 60 °, коэффициент учитывать не нужно, т.к. он не будет иметь существенного воздействия на сечение бруса.

Схема расчета нагрузки на стропила

Схема расчета нагрузки на стропила.

Для выполнения максимально правильного расчета стропил обязательно учитываются и ветровые нагрузки, которым подвергается дом. Недооценивать их нельзя. При недостаточной устойчивости конструкции последствия могут быть самыми неблагоприятными. Для определения средней ветровой нагрузки применяется специальная формула, в соответствии с которой нужно умножить нормативное значение ветровой нагрузки (берется из специальных таблиц для конкретного региона) на изменение ветрового давления, меняющееся с высотой над грунтом. Тоже определяется по таблице из справочника.

Таблицы весьма информативны и просты в использовании. Там вы сможете найти значения как для рек, морских побережий, тундры, степей и лесостепей, так и для городских местностей с препятствиями разной высоты.

В процессе расчетов также нужно обязательно учитывать информацию по направлению движения ветра, т.к. с его колебанием получаемый результат тоже может существенно изменяться.

Пошаговое руководство по расчету сечения стропил

При выполнении расчета стропил для кровли любого типа нужно учитывать такие параметры:

  1. Длина отдельной ноги.
  2. Шаг установки стропильных ног.
  3. Всевозможные значимые атмосферные нагрузки для конкретно взятого региона.

Значения для расчета берутся из таблиц. К примеру, для Москвы и области актуальны такие показатели:

  1. Сечение деревянных брусьев для устройства мауэрлата — 10х10 см, 15х10 см, 15х15 см.
  2. Диагональные ендовы, стропильные ноги делаются из деревянных брусьев 20х10 см.
  3. Сечение изделий для устройства прогонов можно выбрать из 10х10 см, 20х10 см, 15х10 см.
  4. Сечение деревянного бруса для монтажа затяжки — 15х5 см.
  5. Сечение изделий для ригелей — 15х10 см, 20х10 см.
  6. Сечение брусков для стоек — 10х10 см, 15х15 см.
  7. Сечение изделий для обустройства кобылки, карниза, подкосов — 15х5 см.
  8. Для выполнения подшивки и лобовой доски — деревянная доска 2,2х10 см.

Пример расчета сечения стропил

Схема усиления стропильной балки

Схема усиления стропильной балки.

В данном примере вы сможете увидеть, для какой крыши дома, какое количество материала и с какими характеристиками понадобится. Расчет будет вестись с использованием следующих исходных данных:

  1. Суммарная расчетная нагрузка на всю кровлю — 317 кг/м2.
  2. Нормативная нагрузка — 242 кг/м2.
  3. Уклон скатов — 30 °. В горизонтальной проекции один пролет имеет длину 450 см, состоящую из участков длиной в 300 см и 150 см.
  4. Стропила монтируются с шагом в 80 см.

Ригели крепятся при помощи болтов. Гвозди использовать нежелательно, т.к. они ослабляют материал. В случае с древесиной 2-го сорта сопротивление будет равняться 0,8. При ослабленном сечении сопротивление на изгиб составляет 104 кг/м².

Нагрузка системы рассчитывается на каждый метр погонных стропил. В рассматриваемой ситуации она составит 0,8х317=254 и 0,8х242=194 кг/м.

В случае если скат имеет угол не более 30 °, то система стропил относится к категории изгибаемых. В данном случае наибольший момент изгибания рассчитывается так: 254х(33+1,53)/8х(3+1,5)=-215 кг/м.

Используется значение в -21500 кг/м. В таком расчете знак «-» указывает на то, что изгиб действует в противоположном направлении от прикладываемой рабочей нагрузки.

Далее, вам нужно определить момент сопротивления на изгиб для стропил. Для этого разделите 21500 на 104. Получится, что сопротивление составит 207 см³.

Стропила чаще всего изготавливаются из деревянных брусков, имеющих сечение с шириной в 5 см. Для определения нужной высоты стропил с учетом расчетных данных по сопротивлению нужно сделать следующее: разделить 207 на 5, затем умножить полученные данные на 6 и извлечь из значения квадратный корень. Для данного примера результат расчета будет составлять 16 см.

Планируемая высота равняется 16 см, а сечение составляет 5 см. В соответствии с ГОСТом, максимально соответствующим этим параметрам нормативным значением является стропила с параметрами 17,5х5 см. Данное значение рассчитано для пролета длиной в 3 м.

Вам надо определить инерционный момент для стропильной ноги. В этом примере он рассчитывается так: 5х17,53/12. Нехитрые вычисления дадут значение в 2233 см³.

После этого рассчитайте значение для прогиба. Для этого примера нужно попросту разделить 300 на 200. Расчет покажет, что значение для прогиба равняется 1,5 см.

Определите прогиб для нормативных нагрузок. Результатом расчета для этого примера является 1. Сверившись с нормативной документацией, вы увидите, что рассчитанное значение в 1 см меньше нормативного, которое составляет 1,5 см. То есть сечение в 17,5х5 см подобрано правильно, и вы можете смело использовать данный материал для обустройства стропильной системы своей кровли.

Для того чтобы система стропил вашего дома была максимально надежной, прочной и спокойно переносила все предполагаемые нагрузки, нужно сделать правильный расчет сечения бруса, который и будет выполнять функцию основного строительного материала кровли. Расчет выполняется с применением ряда формул и требует использования специальных справочников с утвержденными нормативными показателями для конкретного региона. Должны быть рассчитаны снеговые нагрузки, ветровые нагрузки и прочие значимые показатели.

1poderevu.ru

Выбор стропильной системы - на что обратить особое внимание

стропильная системаДля устройства прочной кровли важны все детали, но первостепенное значение имеет качественное строительство стропильной системы. Все разновидности кровель имеют свою специфику, которую необходимо учитывать при монтаже стропил и остальных перекрытий, но есть также общие положения и правила, следование которым гарантирует соответствие создаваемой конструкции требованиям надежности.

Что лучше: дерево или металл?

Дерево

Основным материалом для изготовления стропил является дерево. Его популярность обусловлена легкостью, доступностью в ценовом плане, простотой монтажа.

Для строительства деревянных перекрытий используют брусы из дерева хвойных пород, хотя распространенным вариантом являются также доски. Сказанное относится к строительству жилых частных домов. При возведении многоэтажных зданий и строений промышленного назначения в большинстве случаев предпочтение отдается металлическим конструкциям.

алюминиевая фальцевая кровляСмотрите на нашем сайте как выглядит алюминиевая фальцевая кровля и читайте всё о технологии её устройства.

Полезную информацию о пластиковых отливах и цены на них вы найдете здесь.

Для увеличения длительности срока службы деревянной стропильной системы до начала работ по монтажу их обрабатывают особыми антибактериальными (для защиты от гниения, поражения насекомыми) и антипиретическими (для предупреждения возгорания) составами. Их наносят обычной малярной кистью.

Преимущества деревянных стропил:

  • Легкость конструкции. Обладая достаточной прочностью для эксплуатации, деревянная конструкция получается намного легче металлической и железобетонной. Благодаря этому можно обходиться без устройства несущих стен повышенной прочности, которые могли бы выдерживать значительные нагрузки.
  • Экономичность. Дерево намного дешевле, чем металл или бетон. Кроме того, при использовании древесины удается существенно сэкономить на строительных материалах для возведения стен.
  • Длительность эксплуатационного срока. Благодаря использованию современных средств для защиты древесины от насекомых, размножения микроорганизмов, грибков и определенным способам механической защиты конструкций от воздействия влаги срок службы материала значительно возрастает.
  • Удобство осуществления монтажа. При устройстве деревянных систем стропил нет необходимости в использовании специальной грузоподъемной техники. Монтаж может осуществить бригада, состоящая из 2-4 строителей. Важно и то, что при необходимости корректировки размеров определенных деталей (подрезания, подрубания, наращивания) не нужно высверливать отверстия, осуществлять сварочные работы, благодаря чему заметно сокращается длительность требуемого для проведения монтажных работ времени.

В отличие от металлических и железобетонных систем, деревянные элементы можно с легкостью подогнать к конкретному месту выполнения работ.

  • Экологичность. Дерево является абсолютно безопасным, безвредным, чистым в плане экологии материалом.
  • Наличие широкого ассортимента современных крепежных элементов делает использование древесины в качестве материала для стропил максимально удобным.

Металл

металлические стропилаПри устройстве кровель промышленных или многоэтажных строений использование деревянных стропил нецелесообразно. В этом случае оптимальным вариантом являются металлические конструкции. На сегодняшний день самой популярной технологией их устройства является легкий стальной каркас.

Подобные конструкции на основе тонкостенного металлопрофиля с нанесенным на него слоем цинка отличаются надежностью и долговечностью. Длительность срока их службы достигает 100 лет.

Главными преимуществами металлических конструкций являются:

  • Пожаробезопасность – материалы, на основе которых изготавливаются такие системы, негорючие. В случае пожара они способны сдерживать распространение огня в течение некоторого времени, благодаря чему зачастую удается предотвратить обрушение кровли.
  • Отсутствие необходимости в проведении специальной обработки материалов противопожарными и антисептическими, противогрибковыми составами.
  • Длительность срока службы – обусловлена прочностными характеристиками материала и его защищенностью от гнили и коррозии.
  • Легкость монтажа – для установки стропил из металла достаточно иметь под рукой обычную дрель и шуруповерт.
  • Такие стропила можно возводить независимо от сезона.
  • Поскольку металл способен выдерживать большие нагрузки, в качестве кровельного материала можно использовать любое покрытие.
  • Металлические конструкции удобно использовать при необходимости создания перекрытий для сооружений значительной высоты и площади.

Недостатками применения металла в качестве материала для стропил являются:

  • большой вес конструкции;
  • необходимость применения специальной техники для доставки деталей на кровлю;
  • подверженность материала деформации при высоких температурах;
  • высокая цена.

Металлические системы являются оптимальным вариантом при устройстве кровель многоквартирных домов или строений коммерческого, промышленного, спортивного, хозяйственного назначения.

В области частного строительства применение металлических конструкций нерационально, поскольку из-за высокой теплопроводности материал не только не способствует сохранению тепла, но даже приводит к его утечке. Выбор дерева оказывается более выгодным с экономической точки зрения, поскольку позволяет существенно сократить энергозатраты.

Альтернативный вариант

В некоторых случаях оптимальным решением является усиление деревянных конструкций отдельными металлическими элементами. В этом случае обязательным условием является прокладка слоя изоляционного материала между деревянными и металлическими конструкциями для предупреждения скопления конденсата в древесине и ее последующего гниения. При возведении цельных металлических конструкций посредством сваривания деталей нет угрозы гниения материала под воздействием влаги, поскольку нет участков контакта металла с деревом.

В случае использования металлических частей необходимо проводить утепление кровли, поскольку они образуют мостики холода.

Очень распространено использование конструкций из металла в качестве дополнительных опор. В таких случаях их вставляют под коньковый прогон, так как на этот участок приходится максимальное количество нагрузок.

Выбор сечения стропил

устройство стропильной системы крышиВ конструкциях различных типов стропильная нога называется по-разному (рядовым стропилом, накосной стропильной ногой). В любом случае до ее устройства следует произвести необходимые расчеты.

Расчет на прочность должен основываться на учете нагрузок временного и постоянного характера, которые будут оказывать воздействие на кровлю.

В постоянные нагрузки входят:

  • общий вес элементов конструкции стропил;
  • вес гидро- и пароизоляционных материалов;
  • вес кровельного покрытия;
  • в случае устройства мансардного помещения – вес материалов для отделки потолка.

Во временные нагрузки входят:

  • максимальная ветровая и снеговая нагрузка для конкретного региона;
  • вес обслуживающих кровлю строителей и инструментов;
  • вес устраиваемого на кровле инженерного оборудования: дымоходов, вентиляционных систем, зенитных фонарей, аэраторов и т.д.;
  • вес ограждений, переходных мостиков, трапов, которые нужны для проведения ремонтных работ и последующей эксплуатации кровли.

Основываясь на полученном значении нагрузок, производят расчет стропильных ног, их длины, поперечного сечения, определяемых выбранным материалом, типом кровли и стропил (висячих или наслонных). Кровли сложных конфигураций иногда включают в себя разные виды стропил.

В кровлях вальмового типа наряду со стропильными ногами применяют также стропила укороченного типа – так называемые нарожники. Для них необходимо производить отдельный расчет. Помимо этого, надо рассчитать также дополнительные детали системы стропил: подкосы, затяжки, ригели. На них также приходится некоторая часть нагрузки, передаваемой от стропил.

Таблица зависимости длины стропильной ноги от расстояния между стропилами

Длина стропильных ног в первую очередь определяется размерами здания и величиной угла уклона кровельных скатов, получаемого от выбранной формы кровли. В основном стропила стараются делать максимум 6-метровой длины: имеющийся в продаже пиломатериал обладает именно такими параметрами. В тех случаях, когда размеры строения требуют большей величины, производится наращивание стропил. Значительные по длине стропильные ноги бывают у диагональных (накосных) стропил, используемых при строительстве кровель вальмового или полувальмового типа.

Сечение стропильной ноги выбирается в зависимости от ряда факторов:

  • постоянных и временных нагрузок;
  • конкретного вида кровельного материала;
  • типа кровельной конструкции;
  • размеров строения;
  • величины уклона скатов;
  • особенностей климатического региона;
  • качества материала, из которого изготавливаются стропильные ноги.

При устройстве стропильной системы в основном применяется сосновая древесина без больших сучков и синевы. Оптимальная влажность материала – 20-22%. Такое требование обусловлено возможностью изменения формы и размеров дерева по мере усыхания, что может привести к деформации возведенной кровли.

В настоящее время есть множество фирм, предлагающих услуги по проведению расчетов системы стропил. Это можно сделать и самостоятельно, воспользовавшись онлайн калькуляторами. После ввода в программу нужных размеров она выдает готовые результаты сечения, шага, длины стропил.

Таблица зависимости длины стропил от их шага

При возведении частных домов в основном применяют доски, сечение которых составляет 50 х 150 мм. Они подходят для кровель любых конфигураций.

Длина шага стропильных ног составляет приблизительно 1 метр. Величина зависит от типа кровельного покрытия, величины уклона и количества снега.

Например, при угле уклона больше 45 градусов стропильный шаг будет равняться 1,2-1,4 м. Для областей с обильными осадками в зимнее время расстояние сокращается до 0,6-0,8 м с учетом возможной снеговой нагрузки.

Следует учитывать также кровельный материал. Наибольшим весом обладает натуральная черепица: при ее выборе в качестве покрытия для кровли величина сечения стропильных ног должна увеличиваться при большей длине стропильных ног и их шага.

Стропила для крыш различных видов

стропила вальмовой кровлиСамым простым типом кровель являются односкатные конструкции, стропила которых опираются на стены дома. Длина таких элементов должна быть не больше 4,5 метров. Однако есть решение проблемы перекрытия значительных площадей. В этих случаях необходимо использовать стойки или подпорки, благодаря которым такая конструкция сможет удерживаться.

Большая часть двускатных кровель внешне очень похожи, но по внутреннему строению они могут существенно отличаться. В настоящее время применяются четыре основных варианта:

  1. Первый предполагает применение конькового прогона, служащего опорой для стропильных ног. Усиление скатов осуществляется посредством использования подстропильных ног. Что касается прогона, то он удерживается при помощи стоек. Стойки устанавливают на лежень. По ширине подобные конструкции могут быть до 10 м.
  2. При втором варианте применяются подстропильные ноги, нижней частью опирающиеся на стойку конька, а верхней – на затяжку (схватку), посредством которой стропильные ноги соединяются поближе к коньку. При этом ширина кровли увеличивается примерно до 14 м.
  3. В третьем варианте конькового прогона нет. Он заменен расположенным под одним из кровельных скатов брусом. Применяют также затяжку, опирающуюся на лежень стойку, подстропильные ноги. Величина углов наклона подстропильных ног колеблется в диапазоне 45-53 градусов. Эта разновидность по сравнению с предыдущей не отличается особой выигрышностью в плане ширины кровли, но прекрасно подойдет в случае расположения опорной стены не в центре, а с некоторым смещением в сторону.
  4. При необходимости перекрытия широких построек применяются симметричные конструкции, в которых использованы два прогона. Они располагаются параллельно друг другу под стропильными ногами кровельных скатов. В таких двускатных конструкциях предполагается применение двух затяжек: функцией верхней является соединение стропил, а нижней – стоек и подстропильных ног. При этом максимальная ширина конструкции может составлять 16 м.
  5. Величина расстояния между стропилами определяется длиной их сечения:

  • при сечении 40 х 150 мм шаг будет составлять 60 см;
  • при параметрах 50 х 150 мм величина достигает 90 см;
  • размеры 100 х 150 мм увеличивают шаг до 215 см.
  • Кровли вальмового типа также очень популярны в современном загородном строительстве. Их отличительной чертой является отсутствие фронтонов, на месте которых располагаются дополнительные скаты, или вальмы. В основном в конструкции предполагается наличие прогона, простых стропил – на основных скатах, вальмовых – на боковых. Опорой для вальмовых стропил являются длинные диагональные элементы. Здесь происходит их стыковка с верхней частью простых стропильных ног. Для подобных конструкций целесообразно использование усиленной обвязки.
  • Утепление ломаной крыши изнутриУтепление ломаной крыши изнутри: технология, материалы и полезные советы.

    Чертежи конструкции мансардной полувальмовой крыши вы найдете в статье на нашем сайте.

    Как выполнить гидроизоляцию кровли жидкой резиной вы узнаете по адресу https://rooffs.ru/krovelnye-materialy/zhidkaya-rezina/pravila-gidroizolyatsii-krovli.html

  • Список завершает ломаная кровля с довольно сложной конструкцией. При ее возведении применяют способ, включающий в себя устройство каркаса для стропильных ног. Каркас состоит из вертикальных стоек и горизонтального бруса. После завершения его монтажа приступают к установке остальных деталей. Роль перекрытия мансарды выполняет верхняя перекладина каркаса в форме буквы “П”. Она служит опорой и для стойки конька. В этом случае расстояние между стропилами выбирается с учетом действующей на кровлю нагрузки, величины угла наклона скатов и толщины выбранного бруса.
  • Что влияет на выбор угла уклона?

    схема угла наклона крышиОсновными факторами, оказывающими влияние на величину угла уклона, являются:

    1. Факторы окружающей среды. При выборе угла наклона учитываются климатические особенности региона, в котором ведется строительство.
    2. Большое влияние на кровельную конструкцию в целом и стропильную в частности оказывает ветер. Даже небольшое увеличение угла уклона (до 30 градусов) приводит к почти пятикратному возрастанию ветровой нагрузки. Однако и слишком маленькая величина может оказать негативное влияние на сохранность кровельной конструкции, поскольку в этом случае ветер с легкостью проникает в стыки на покрытии. При сильных порывах он способен сорвать крышу.

      Атмосферные осадки тоже неблагоприятно сказываются на эксплуатационных характеристиках крыши. Скапливаясь на ней, они значительно увеличивают общую нагрузку. Кроме того, при недостаточной герметичности кровельного покрытия дождевая и талая вода легко проникает в кровельный пирог, способствует гниению деревянных частей и со временем может привести к разрушению конструкции.

      Грамотный подбор угла поможет избежать этих нежелательных явлений.

      Снеговая нагрузка на кровлю достигает максимума при 30-градусной величине угла уклона. При увеличении показателя до 45 градусов дождь и снег совершенно не задерживаются на поверхности.

    3. Тип кровельного покрытия. Строительные нормы определяют минимальные величины наклона для всех кровельных материалов. При их разработке были учтены снеговые, ветровые нагрузки и их воздействие на кровли с разным наклоном. К примеру, для черепичной крыши минимальным показателем является величина 22 градуса, в случае шифера она возрастает до 30 градусов и т.д.

    При строительстве дома в регионе с большим количеством осадков логичным является выбор 45-градусного наклона ската. При небольшом количестве осадков, но сильных ветрах оптимальным вариантом считается устройство кровли с наклоном в 30 градусов.

    Чем больше угол наклона, тем больше требуется финансовых расходов на строительство.

    Для определения величины угла параметры конька делятся на половину ширины здания, а полученная цифра умножается на 100. Многие специалисты для проведения расчетов пользуются особыми графиками и матрицами. Некоторые из них доступны на строительных ресурсах интернета.

    ВЫВОДЫ:

    • Для устройства прочной кровли первостепенное значение имеет строительство качественной стропильной системы.
    • Для изготовления стропил используются дерево и металл. Каждый из материалов имеет свои плюсы и минусы.
    • В некоторых случаях оптимальным решением является усиление деревянных конструкций отдельными металлическими элементами.
    • Расчет стропил на прочность основывается на учете нагрузок временного и постоянного характера, которые будут влиять на кровлю.
    • Сечение стропильной ноги выбирается в зависимости от постоянных и временных нагрузок, конкретного вида кровельного материала, типа кровельной конструкции, размеров строения и ряда других факторов.
    • Выбор стропил определяется также в зависимости от конкретного типа кровли.
    • При выборе величины угла уклона кровли необходимо учитывать особенности региона строительства и используемый кровельный материал.

    Подробнее о том, как выполняется монтаж стропильной системы крыши вы узнаете из видеосюжета.

    rooffs.ru

    Как рассчитать длину стропил двухскатной крыши: пример

    Крыша дома является несущей конструкцией, которая на себя принимает всю внешнюю нагрузку (вес кровельного пирога, свой собственный вес, вес снежного покрова и пр.) и передает ее на все несущие стены дома или на внутренние опоры.

    Помимо своих эстетических и несущих функций, кровля является конструкцией ограждающей, отделяя от внешней среды помещение чердака.

    Система стропильных ногОсновой крыши любого дома является стропильная система.

    Это каркас, к которому прикреплена кровля.

    Все нагрузки воспринимает именно этот скелет.

    Состоит стропильная система из:

    • стропильных ног;
    • мауэрлата;
    • прогонов боковых и прогона конькового;
    • подкосов, диагональных связей, раскосов.

    Когда все эти элементы (кроме мауэрлата) связывают между собой, то получается стропильная ферма.

    Основой такой фермы является треугольник, который является самой жесткой из геометрических фигур.

    Основным элементом каркаса крыши являются стропила.

    Расчет стропил

    Перед тем, как непосредственно начать расчет стропил, следует выяснить, какие нагрузки будут оказывать влияние на кровлю дома.

    То есть на стропильные ноги.

    Нагрузки, действующие на каркас кровли, принято разделять на постоянные и переменные.

    Постоянные – это те нагрузки, которые действуют постоянно, независимо от времени суток, времени года и пр.

    Это вес всего кровельного пирога, вес дополнительного оборудования, которое может быть установлено на кровле (ограждение, снегозадержатели, аэраторы, антенны и пр.).

    Переменные нагрузки появляются в определенное время года.

    Например, снег.

    Когда снег ложится на кровлю — это очень приличный вес.

    Но весной снег тает и нагрузка исчезает.

    В любом случае ее следует учитывать.

    То же самое с ветром.

    Он не всегда есть, но когда дует сильный ветер, на каркас крыши действует довольно большое ветровое усилие.

    Рассчитать параметры стропильной системы непросто.

    И человеку неискушенному это вряд ли удастся.

    Хотя попробовать стоит.

    Просто при расчете нужно не забыть большое количество разных факторов, влияющих на кровлю.

    Хотя бы вес самой стропильной системы со всеми элементами и крепежом.

    Поэтому профессионалы пользуются для расчета стропил специальными компьютерными программами и калькуляторами.

    Как узнать нагрузку на стропильные ноги?

    Сбор нагрузок следует начинать с определения веса кровельного пирога.

    Если вы знаете, какие материалы будут использованы и площадь скатов, то посчитать все несложно.

    Принято высчитывать, сколько весит 1 квадратный метр кровли.

    И затем умножать на количество квадратов.

    Давайте для примера рассчитаем вес кровельного пирога.

    Кровельным материалом является ондулин:

    1. Ондулин. Квадратный метр ондулина имеет вес 3 кг.
    2. Гидроизоляция. Если используется полимерно – битумная изоляция, то она весит 5 кг/метр квадратный.
    3. Утеплитель. Вес одного квадрата базальтовой ваты составляет 10 кг.
    4. Обрешетка. Доски 2.5 см толщиной. Вес квадратного метра 15 кг.

    Все веса суммируем: 3+5+10+15= 33 кг.

    Затем следует полученное в результате вычислений значение умножить на коэффициент 1,1.

    Это поправочный коэффициент.

    Получается 34,1 кг.

    Столько весит 1 кв. метр нашего кровельного пирога.

    И если общая площадь нашей крыши равняется 100 квадратов, то весить она будет 341 кг.

    Расчет снеговой нагрузки

    Существует карта снеговых нагрузок.

    На ней указана масса снежного покрова в каждом регионе.

    Снеговую нагрузку рассчитываем по такой формуле: S = Sg х µ.

    S – это снеговая нагрузка.

    Sg – это масса снежного покрова.

    µ — поправочный коэффициент.

    И зависит этот коэффициент от того, какой у вашей кровли угол наклона скатов.

    Уклон кровлиЕще о минимальном уклоне кровли.

    О наслонных стропилах смотрите по ссылке. Фотографии различных конструкций наслонных стропил.

    О расстоянии между стропилами двускатной крыши здесь. Оптимальное расстояние и как его рассчитать.

    Чем этот угол больше, тем меньше значение этого коэффициента.

    При углах наклона больше 60 градусов его вовсе не используют.

    Так как снег на кровле не собирается.

    Рассчитываем нагрузку от ветра

    Как вся страна разбита на районы по массе снега, так же она разбита и по силе ветров.

    И также существует специальная карта, на которой в каждом районе указывается сила ветра.

    Для расчета нагрузок от ветра используют формулу:

    W=Wo х k.

    Wo – показатель, взятый по карте.

    k – это коэффициент поправки, зависящий от типа местности, где располагается здание, и его высоты.

    Рассчитываем сечение стропильной ноги

    Сечение стропил зависит от трех факторов:

    • от длины стропила;
    • от расстояния между перилами;
    • от нагрузок, действующих на крышу.

    Зная эти параметры, несложно по таблице определить размер сечения стропильной ноги.

    Как рассчитать длину стропильных ног односкатной крыши

    Из всех типов крыш односкатная является самой простой.

    Сложные элементы в ней отсутствуют вовсе.

    И установка ее производится на несущие стены, которые имеют разную высоту.

    Такую кровлю устраивают на гаражах, банях, подсобных помещениях.

    Чтобы вычислить, какова будет длина стропил односкатной крыши, следует определиться с углом наклона.

    А зависит угол наклона ската, в первую очередь, от типа того кровельного материала, который вы хотите использовать.

    В том случае, когда это профнастил, то оптимальный угол наклона составляет 20 градусов.

    Но меньше 8 градусов угол делать запрещено!

    Иначе в холодное время года под весом снежного покрова кровля не выдержит и попросту провалится.

    Если вы будете укладывать металлочерепицу, то минимальный угол наклона увеличивается до 25 градусов.

    При использовании шифера – 35 градусов.Расчет односкатной крышиЕсли кровля фальцевая, то угол наклона может быть разным: 18 — 35 градусов.

    После того, как разобрались с углом наклона ската, необходимо поднять заднюю стену на такую высоту, чтобы получился желаемый угол.

    Самое сложное в таких расчетах – это найти синус и тангенс.

    Но для этого пользуются такой табличкой:

    Угол наклона крыши, градусы Тангенс tgA Синус sinA
    5 0,09 0,09
    10 0,18 0,17
    15 0,27 0,26
    20 0,36 0,34
    25 0,47 0,42
    30 0,58 0,5
    35 0,7 0,57
    40 0,84 0,64
    45 1,0 0,71
    50 1,19 0,77
    55 1,43 0,82
    60 1,73 0,87

    Для примера давайте найдем длину стропила и высоту поднятия стены фасада для дома длиной 5 метров.

    Угол наклона составляет 25 градусов.

    Для определения высоты поднятия передней стены Lbc х tg 25 = 5 х 0,47 = 2,35 метра.

    Соответственно длина стропильной ноги Lc = 2,35 х 0,42 = 5,6 метра.

    И не забудьте к полученной длине прибавить длину переднего и заднего свесов, которые необходимы для того, чтобы обеспечить стены здания защитой от косого дождя.

    В среднем длина одного свеса составляет 0,5 метра.

    Если требуется, эта длина может быть больше.

    А вот меньше 0,5 метра нельзя.

    Значит, к длине стропила следует прибавить 1 метр: Lc = 5,6 + 1 =6,6 метра.

    Расчет для двускатной крыши

    Стропильная система двускатной крыши намного сложнее стропильной системы крыши односкатной.

    Там и элементов больше, и принцип ее работы несколько другой.

    Для расчета длины стропильной ноги воспользуемся теоремой Пифагора.Теорема Пифагора

    Если посмотреть на изображенный на рисунке прямоугольный треугольник, то можно увидеть, что гипотенуза b – это и есть наше стропило.

    А длина его равняется длине катета, поделенной на косинус конкретного угла наклона скатов.

    Например, если ширина дома равняется 8 метров, а угол наклона скатов составляет 35 градусов, то стропильная нога будет иметь длину:

    b= 8 / 2 / cos 35 = 8 / 2 / 0.819 = 4,88 метра.

    Теперь остается прибавить значение длины козырька, примерно 0,5 метра, чтобы получить искомую длину стропил.

    Следует сказать, что это упрощенные варианты расчетов стропил.

    Для того чтобы получить самые точные данные, лучше всего использовать специальные программы.

    Например, бесплатная программа «Аркон».

    Встроенный калькулятор по параметрам, заданным вами, сам высчитает и сечение стропильной ноги, и длину стропила.

    Видео о программе расчета стропил.

    Что еще почитать по теме?

    Автор статей - Сергей Новожилов Автор статьи:

    Сергей Новожилов - эксперт по кровельным материалам с 9-летним опытом практической работы в области инженерных решений в строительстве.

    Понравилась статья? Поделись с друзьями в социальных сетях:

    Facebook

    Twitter

    Вконтакте

    Одноклассники

    Google+

    proroofer.ru

    Сечение стропил: как правильно выбрать

    Крыши с наклонными стропилами устраивают в домах со средними опорными стенами. Такие крыши экономичны и относительно просты в изготовлении и эксплуатации. Материалом для них служит круглый лес диаметром 150-200 мм или доски толщиной 40-60 мм.

    Конструкция стропил определяется с учетом:

    • уклона крыши
    • длины перекрываемого пролета
    • сечения стропил и обрешетки
    • массы кровельного материала и снежного покрова, ветровой нагрузки
    • расстояния между стропилами
    Таблица 1. Спецификация материалов для стропил
    п/п Диаметр бревна, см Высота досок для брусьев при их толщине, см При удельной нагрузке на 1 пог.м длины стропил, кг
    4 5 6 7 8 9 10 75 100 125 150 175
    Сечение стропил, см Длина стропил, см
    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
    1 12 18 17 16 15 14 13 12 4,5 4 3,5 3 2,5
    2 14 20 19 18 17 16 15 14 5 4,5 4 3,5 3
    3 16 21 20 19 18 17 16 5,5 5 4,5 4 3,5
    4 18 22 21 20 19 18 6 5,5 5 4,5 4
    5 20 23 22 21 20 6,5 6 5,5 5 4,5
    6 22 24 23 22 6,5 6 5,5 5

    Для этого, допустим, мы знаем, какую надо перекрыть крышу, а снеговую нагрузку берем по I-V температурной зоне от -3о до -18о. По VI-VIII температурной зоне от -25о до -31о снеговая нагрузка выше. Сечения стропил в зависимости от их длины и нагрузки можно подобрать по таблице.

    Пример расчета сечения стропил

    Удельная нагрузка на 1 м длины стропил Рус определяется умножением удельного веса крыши (вместе со снеговой нагрузкой) на коэффициент, зависящий от расстояния между стропилами Крс. Например, известно:

    • вес снегового покрова на горизонтальную плоскость Рсн.н — 100 кг/м2
    • уклон крыши — 30 градусов
    • кровля будет выполняться — из волнистых асбоцементных листов
    • длина перекрываемого пролета или длина стропильной ноги (до подкоса) — 3,5 м
    • расстояние между стропилами (для кровли из асбоцементных листов) — 1,2 м

    Выполним расчет нагрузки снега при наших показателях: Рсн. = Рсн.н х К = 100 х 0,8 = 80 кг/м2

    где:

    • К = 0,8 — коэффициент, зависящий от уклона кровли (см. puc 12-1a) принимается по таблице 2 — графа 5 и строка 5
    • Вес конструкции кровли Рк = 40 кг/м2 — принимается по таблице 2 — графа 7 и строка 5

    Общая удельная нагрузка на 1 м2 крыши:

    • Рук. = Рсн. + Рк = 80 + 40 = 120 кг/м2
    • Удельная нагрузка на 1 м длины стропил равна общей удельной нагрузке на крышу, умноженной на коэффициент, зависящий от расстояния между стропилами (1,2 м):
    • Рус. = Рук. х 1,2 = 120 х 1,2 = 144 кг/м2

    Т. е. принимаем нагрузку приблизительно 150 кг на 1 м длины стропил. Зная удельную нагрузку на стропила (150 кг/м) и свободную длину стропил в горизонтальной проекции (3,5 м — длина перекрываемого пролета), подбираем сечение стропил по таблице 1.

    В нашем примере это графа 13 и строка 2 по таблице 1 — сечение стропил (при шаге стропил через 1,2 м и длине перекрываемого пролета 3,5 м) — из круглого леса принимается диаметр — 14 см;если стропила будут выполняться из пилолеса, то принимается брус размером 8 х 16 см или по этой же строке на Ваш выбор.

    Таблица 2. Вес 1 м2 крыши в кг (по горизонтальной проекции)
    п/п Кровля Уклон крыши Вес 1 м2 крыши в кг (по горизонтальной проекции) Рк Общая удельная нагрузка на 1м2 кровли
    градус %% Коэффициент уклона крыши К Отношение высоты к длине
    1 2 3 4 5 6 7 8
    1 Рулонная (толь, рубероид) однослойная 2-14 3-25 0,03-0,25 1/33-1/4 40 По расчету
    2 То же, двухслойная 8-14 15-25 0,15-0,25 1/7-1/4 35 То же
    3 Кровельная часть с одинарным фальцем, черная 14-60 25-180 0,25-1,8 1/4-1/0,6 20 То же
    4 То же, оцинкованная 14-60 25-180 0,25-1,8 1/4-1/0,6 20 То же
    5 Асбоцементные волнистые листы усиленного профиля 14-45 25-100 0,25-1,0 1/4-1/1 40 То же
    6 То же, обычного профиля 18-60 32-180 0,32-1,8 1/3-1/0,6 25 То же
    7 Тесовая 30-60 60-180 0,6-1,8 1/0,7-1/0,6 30 То же
    8 Драночная четырехслойная 30-60 60-180 0,6-1,8 1/0,7-1/0,6 30 То же
    9 Черепичная ленточная 30-60 60-180 0,6-1,8 1/1,7-1/0,6 60 То же

    Если Вы будете делать уклон кровли ниже 45о, то не исключено, что крышу придется чистить от снега. Тогда к весу 1м2 кровли надо прибавить ещё и вес человека для расчета сечения стропил, но не более 175 кг/м2 общего веса на 1м2 кровли (смотрите таблицу 1).

    mastremont.ru

    Расчет сечения стропил

    Для того, чтобы определить размер бруса или доски для стропил, необходимо выполнить расчет сечения стропил. В данной статье в табличной форме представлены результаты расчета стропил при различных схемах двускатных крыш, нагрузках, длине стропил и углах наклона стропильных ног. Подбор сечения стропил уже выполнен по расчету и сведен в таблицу, вам осталось только выбрать из нее данные согласно вашим размерам.

    Конечно, абсолютно все варианты мы охватить не могли, но найти наиболее близкий случай для вашей крыши и приблизительно сориентироваться с размерами стропил можно. Подбирать нужно по худшему, чем у вас, варианту.

    Разберемся, как работать с таблицами:

    Шаг 1. Выбираем подходящую конструкцию кровли по схеме.

    Шаг 2. Находим в столбце 1 таблицы нагрузку, наиболее близкую вашему району. Как определить нагрузку на стропила для вашего района смотрите в статье"Как определить нагрузку на крышу в вашем районе"

    Шаг 3. Находим во втором столбце подходящее для вашего случая значение L>1 (см. рисунок) – это длина горизонтальной проекции стропильной ноги от опоры до конька. Если крыша симметричная, то значению L1 соответствует половина расстояния между наружными стенами дома.

    Шаг 4. Находим в третьем столбце угол наклона стропил α. . Чем круче угол, тем большим будет сечение стропил.

    Шаг 5. Выбираем в столбце 4 шаг стропильных ног S (расстояние между соседними стропилами), и по нему находим в столбце 5 необходимое сечение стропильной ноги.

    Внимание!

    Данные таблицы являются справочными. Окончательное сечение стропил следует подбирать по расчету. Прочность соблюдается лишь при условии соблюдения всех геометрических параметров, указанных в таблицах.

    Схема 1. Расчет стропильной ноги для крыши с затяжкой.

    Таблица 1 к схеме 1 (L1 = 3м).

    Нагрузка на крышу, кг/м2

    Длина проекции стропила

    «L1», м

    Угол наклона стропила «?», в градусах

    Шаг стропильных ног,

    «S», м

    Сечение стропила,

    см

    Длина стропила,

    «L», м

    Максимальное расстояние между опорами стропила,

    «L2», м

    Высота крыши,

    «Н», м

    Высота положения затяжки,

    «а», м

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    8

    9

    160

    3

    25

    1,8

    5х12

    3,3

    2,15

    1,4

    0,9

    30

    5х13

    3,45

    2,3

    1,7

    1,15

    35

    5х13

    3,65

    2,45

    2,1

    1,4

    40

    5х14

    3,90

    2,60

    2,5

    1,70

    45

    5х16

    4,25

    2,85

    3,0

    2,0

    194

    25

    5х13

    3,3

    2,15

    1,4

    0,9

    30

    5х14

    3,45

    2,3

    1,7

    1,15

    35

    5х14

    3,65

    2,45

    2,1

    1,4

    40

    5х15

    3,90

    2,60

    2,5

    1,7

    45

    5х16

    4,25

    2,85

    3,0

    2,0

    238

    25

    5х13

    3,3

    2,15

    1,4

    0,9

    30

    5х14

    3,45

    2,3

    1,7

    1,15

    35

    5х15

    3,65

    2,45

    2,1

    1,4

    40

    5х16

    3,90

    2,60

    2,5

    1,7

    45

    5х14-2шт.*

    4,25

    2,85

    3,0

    2,0

    279

    25

    5х14

    3,3

    2,15

    1,4

    0,9

    30

    5х15

    3,45

    2,3

    1,7

    1,15

    35

    5х16

    3,65

    2,45

    2,1

    1,4

    40

    5х17

    3,90

    2,60

    2,5

    1,7

    45

    5х15-2шт.*

    4,25

    2,85

    3,0

    2,0

    279

    25

    1,5

    5х13

    3,3

    2,15

    1,4

    0,9

    30

    5х14

    3,45

    2,3

    1,7

    1,15

    35

    5х15

    3,65

    2,45

    2,1

    1,4

    40

    5х16

    3,90

    2,60

    2,5

    1,7

    45

    5х17

    4,25

    2,85

    3,0

    2,0

     

    *5х14-2шт. – означает, что стропильная нога состоит из двух досок сечением 5х14 см, соединенных между собой с помощью бобышек (деревянных брусков, служащих прокладками между двумя досками стропил, и устанавливаемых с шагом 50 см).

    Таблица 2 к схеме 1 (L1 = 3.5м)

    Нагрузка на крышу, кг/м2

    Длина проекции стропила

    «L1», м

    Угол наклона стропила «?», в градусах

    Шаг стропильных ног,

    «S», м

    Сечение стропила,

    см

    Длина стропила,

    «L», м

    Максимальное расстояние между опорами стропила,

    «L2», м

    Высота крыши,

    «Н», м

    Высота положения затяжки,

    «а», м

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    8

    9

    160

    3,5

    25

    1,6

    5х14

    3,9

    2,4

    1,6

    1

    30

    5х14

    4,0

    2,7

    2,0

    1,35

    35

    5х15

    4,3

    2,8

    2,45

    1,6

    40

    5х16

    4,6

    3,05

    2,95

    1,95

    45

    5х17

    4,95

    3,3

    3,5

    2,35

    25

    1,8

    5х14

    3,9

    2,4

    1,6

    1

    30

    5х15

    4,0

    2,7

    2,0

    1,35

    35

    5х16

    4,3

    2,8

    2,45

    1,6

    40

    5х17

    4,6

    3,05

    2,95

    1,95

    45

    5х14-2шт.*

    4,95

    3,3

    3,5

    2,35

    194

    25

    1,6

    5х15

    3,9

    2,4

    1,6

    1

    30

    5х15

    4,0

    2,7

    2,0

    1,35

    35

    5х16

    4,3

    2,8

    2,45

    1,6

     

    5х17

    4,6

    3,05

    2,95

    1,95

     

    5х15-2шт.*

    4,95

    3,3

    3,5

    2,35

    25

    1,8

    5х15

    3,9

    2,4

    1,6

    1

    30

    5х16

    4,0

    2,7

    2,0

    1,35

    35

    5х16

    4,3

    2,8

    2,45

    1,6

     

    5х14-2шт.*

    4,6

    3,05

    2,95

    1,95

     

    5х15-2шт.*

    4,95

    3,3

    3,5

    2,35

    238

    25

    1,6

    5х16

    3,9

    2,4

    1,6

    1

    30

    5х16

    4,0

    2,7

    2,0

    1,35

    35

    5х17

    4,3

    2,8

    2,45

    1,6

    40

    5х15-2шт.*

    4,6

    3,05

    2,95

    1,95

    45

    5х16-2шт.*

    4,95

    3,3

    3,5

    2,35

    25

    1,8

    svoydom.net.ua

    общая технология расчета расстояния между стропилами

    Одним из важных этапов любого строительства является сооружение крыши здания, основой которого выступает установка стропильной системы. От того, насколько верно выбран шаг стропил, т. е. расстояние между ними, будут полностью зависеть равномерное распределение веса кровли на каркас, надежность крыши и длительность ее эксплуатации в целом. При любой незначительной ошибке расчета могут произойти повреждение и обрушение всей крыши.

    Устройство стропильной системы

    Устройство стропильной системы.

    Сбор требуемых расчетных величин для установления шага стропил

    Стропильная система включает в себя следующие составляющие:

    • фермы;
    • коньковые и боковые прогоны;
    • мауэрлат;
    • диагональные элементы.

    Фермы состоят из ригеля, основания, стропильных ног, связующих и крепежных элементов. Стропильные ноги представляют собой балки, расположенные вдоль скатов, нижние концы которых соединяются с мауэрлатом, а верхние — с прогонами.

    Шаг стропил представляет собой точное расстояние между двумя стропильными ногами.

    Узлы крепления стропильной системы

    Узлы крепления стропильной системы.

    Чтобы получить точное указанное значение, нужно сначала узнать значения некоторых важных для этого величин.

    Все расчеты по системе покрытия крыши правильно произвести еще на стадии проектирования дома. Такое ответственное дело можно провести самому либо доверить его специалистам. Чем точнее будут расчеты, тем прочнее будет основа для крыши.

    Чтобы правильно произвести все требуемые расчеты, в том числе и величину шага стропил, нужно знать:

    • постоянные и временные нагрузки;
    • их размер;
    • угол ската;
    • вид кровельного покрытия;
    • материал изготовления стропил;
    • тип кровли.

    Одним из показателей, который необходимо учитывать при расчете шага стропил, считаются постоянные и временные нагрузки. К ним относятся:

    • вес кровельной и стропильной конструкции;
    • вес внутренней отделки крыши;
    • ветровая нагрузка;
    • вес снегового покрова;
    • вес человека, проводящего обслуживание крыши.
    Выполнение расчета стропильной системы

    Выполнение расчета стропильной системы.

    Надо отметить, что эти данные берутся в специальных таблицах, разработанных учеными, в зависимости от климатических зон, по различным территориальным регионам.

    Угол ската можно определить, зная длину стены дома и высоту кровли. Чем круче крыша, тем расстояние между стропилами устанавливается больше, так как нагрузка на таких крышах будет передаваться в основном на несущие стены. Произведя дальнейшие расчеты, легко высчитывается длина стропил. Чаще всего они имеют стандартные величины: 4 и 6 м.

    Для изготовления кровельной системы хорошо подойдет древесина хвойных пород деревьев. Пиломатериал должен быть качественным, без сучков, гнили. Перед работой все деревянные элементы нужно обработать антисептическими специальными составами.

    Шаг стропил будет зависеть и от типа кровли, т. е. от функциональных особенностей и ее формы. Величина простой и сложной крыши будет различной.

    То, как будет влиять вид кровельного покрытия на шаг стропил, следует рассмотреть более подробно.

    Общая технология расчета расстояния между стропилами

    Сделав все необходимые измерения, можно произвести конструктивный расчет шага стропил. Исходя из практики, данный показатель находится в пределах от 0,6 до 1,0 м.

    Таблица расчета расстояния между стропилами

    Таблица расчета расстояния между стропилами.

    Чтобы самостоятельно правильно выполнить данный расчет, необходимо придерживаться следующей технологии:

    1. Берется общая длина кровельного ската.
    2. Подбирается оптимальный шаг стропильной фермы.
    3. Длину ската необходимо разделить на шаг стропил.
    4. К полученной величине прибавляется единица.
    5. Для получения целого числа производится округление результата в большую сторону.
    6. Таким вычислением находится количество стропильных ферм (стропильных ног), расположенных на одном скате крыши.
    7. Теперь вся длина кровельного ската делится на полученную величину, показывающую количество ферм. Тем самым определяется шаг стропил.

    Следует отметить, что данный расчет производится по центру будущих стропил. Однако вычисления нельзя считать точными и постоянными. В каждом случае строительства кровли дома учитываются и угол уклона крыши, и особенности выбранного кровельного материала, и другие показатели. В связи с этим нужно рассмотреть особенности выбора шага стропил для самых распространенных кровельных материалов: металлической и керамической черепицы, профнастила, шифера и ондулина.

    Особенности при выборе расстояния между стропилами для металлической и керамической черепицы

    Шаг стропил под металлочерепицу

    Шаг стропил под металлочерепицу.

    Металлическая черепица в качестве кровельного покрытия чрезвычайно распространена как при городском, так и загородном строительстве. Сама конструкция стропильной системы крыши при использовании металлочерепицы будет мало отличаться от общей схемы. Однако в связи с тем, что данный строительный материал имеет небольшой вес, стропила и другие элементы системы могут браться меньшего сечения, т. е. с меньшим запасом прочности. Расстояние между стропилами при использовании металлочерепицы составляет 60-95 см. Выполнение всех работ по монтажу кровли из металлочерепицы гораздо легче, чем из других кровельных материалов. Особенностью устройства обрешетки данного материала является то, что доска возле карниза должна быть толще остальных примерно на 1,5 см. Обычно сечение стропил из металлочерепицы составляет 50х150 мм.

    Керамическая черепица представляет собой кровельный материал, имеющий значительный вес, который в 10 раз больше веса металлочерепицы. В связи с этим нужно более основательно подходить к расчету стропильной системы крыши. Сечение стропил следует несколько увеличить — до 60х180 мм. Среднее расстояние между стропилами для покрытия из керамической черепицы устанавливается в диапазоне 0,8-1,3 м. Обязательно берется во внимание угол уклонов скатов: расстояние между стропилами делается больше, чем выше крыша.

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

    Особенности при выборе шага стропил для шифера, профнастила и ондулина

    Таблица расчета длины стропил, шага между ними и сечения бруса

    Таблица расчета длины стропил, шага между ними и сечения бруса.

    Самым распространенным кровельным материалом является шифер. Это связано с его низкой стоимостью, простотой монтажа, возможностью замены при повреждении отдельных элементов кровли.

    Особенностями обрешетки под шифер является ее прореженный тип, состоящий из любого типа доски или бруса, но с обязательным их сечением не менее 30 мм. Это необходимо для правильного и качественного распределения веса шифера на обрешетку.

    Оптимальным расстоянием между стропилами при сочетании нагрузки от веса листов шифера должно составлять 80 см. Стоит постоянно заботиться о запасе прочности стропильной системы, что может быть связано с различными непредвиденными обстоятельствами. В остальном ее установление под шиферную кровлю не отличается от других вариантов.

    Теперь следует обратить внимание на некоторые особенности при установке стропильной системы для таких кровельных материалов, как профнастил и ондулин.

    Вес у профнастила и ондулина значительно легче, чем у керамической черепицы или шифера, поэтому технология установки стропил для данных материалов практически ничем не отличается от установки металлочерепицы. Расстояние между стропилами для крыши из профнастила составляет 60-90 см, а из ондулина — 60-100 см.

    При необходимости увеличения расстояния между стропильными ногами нужно укрепить конструкцию системы поперечными элементами обрешетки.

    Устройство обрешетки для профнастила очень похоже с устройством обрешетки из металлической черепицы. Важно помнить, что и в данном случае последняя доска должна иметь несколько большую толщину, чем все остальные.

    Особенностью установки обрешетки для ондулина следует считать необходимость сплошного ее типа для качественного сопротивления различным нагрузкам. В некоторых случаях можно использовать и обрешетку прореженного типа, но тогда шаг между стропилами должен составлять не более 30 см.

    Таким образом, умея произвести все необходимые замеры, зная основы установки стропильной системы для основных материалов для кровли (черепицы, профнастила, шифера и ондулина), можно верно рассчитать расстояние между стропилами.

    1poderevu.ru

    деревянных, стропильной ноги, размера, сечения, длины, количества стропил

    Стропильная система без подкосов

    Стропильная система без подкосов

    Для составления технического проекта дома необходим расчет стропил. Существует несколько вариантов стропильных конструкций.

    Стропильные ноги, которые опираются на две опоры, при этом не имеют тех или иных дополнительных упоров, называются стропилами без подкосов. Применяются они для односкатных крыш, пролёт которых около 4,5 метров или для двухскатных, пролёт которых около 9 метров. Стропильная система используется либо с передачей нагрузки распора на мауэрлат, либо без передачи.

    Наслонные стропила без распоров

    Стропило, работающее на изгиб, не передающее нагрузку на стены, имеет одну опору прочно закреплённую и свободно вращающуюся. Другая опора подвижна и свободно вращается. Данным условиям могут отвечать три варианта крепления стропил. Рассмотрим подробно каждый.

    1. Низ стропила подшивается опорным бруском, либо на нём запилом делается врубка. Именно врубкой стропило упирается в мауэрлат. В верхней части стропила выполняют увеличенную горизонтальную врубку со скосом.  Размеры врубки в верхней части стропильной ноги рассчитываются следующим образом: а = 0,25. То есть длина подрезки выполняется не более высоты стропильного сечения.Подрезку рекомендовано скашивать для устранения препятствия для изгиба стропильной ноги. В противном случае врубка будет упираться в прогон. В результате получится распорная система стропил.Длина скошенной подрезки должна быть не менее двух значений, то есть не менее двух глубин. В случае, когда невозможно сделать подрезку верха стропил. Его следует подшить бруском, с помощью монтажного крепления, двухсторонними пластинами или прибоинами из дерева. Верхние края стропил свободно укладываются на прогон. В двухскатных вариантах крыш их укрепляют на прогонах, по типу скользящей опорной балки, при этом между собой не скрепляют.В данном случае двухскатную крышу рассматривают как две односкатных, которые примыкают друг к другу высокими сторонами.Обратите внимание!

    Подшивка верха стропильной ноги или верхняя опорная врубка устанавливаются в горизонтальном положении. Достаточно лишь изменить метод опирания на прогон, и стропильная нога тут же покажет распор. Данный расчёт стропильной ноги, по причине жёсткости условий создания верхнего узла, обычно не применяется для двухскатных вариантов крыш. Чаще всего её используют в строительстве односкатных крыш, так как малейшая неточность в изготовлении узла превратит схему безраспорную в распорную. Кроме того, в двухскатных типах крыш, в случае, если будет отсутствовать распор на мауэрлате, из — за прогиба стропил под действием нагрузки, может возникнуть разрушение узла конька кровли.

    На первый взгляд данная система может показаться нереальной в исполнении. Так как на нижней части стропила создан упор в мауэрлат, по сути, система должна оказывать на него давление, то есть горизонтальное усилие. Однако распорной нагрузки она не показывает.

    • Уголки для фиксации стропил

      Уголки для фиксации стропил

      Второй вариант крепления стропил является наиболее распространённым способом установки, относящимся к двухскатным крышам. В данном случае, низ стропила делают на ползуне, верх закрепляют, соединяя его гвоздями или болтами, либо упирая друг в друга или в прогон. Связывают их либо металлическими пластинами с зубьями, либо деревянными прибоинами.Необходимо обратить особое внимание на крепление стропила к мауэрлату. Данное действие сводится к закреплению стропильной ноги в таком положении, которое станет обеспечивать шаг установки. Для этого необходимо вбить с двух сторон элемента по одному длинному гвоздю, а сверху закрепить конструкцию стальной пластиной с зубьями. В случае если производить крепление стропил с помощью металлических уголков, то для прочного закрепления стропильной ноги достаточно будет и одного гвоздя, либо можно прижать стропильную ногу углами с двух сторон без гвоздей.Обратите внимание!

      Закрепляя стропильные ноги с помощью металлических пластин с шипами, нет необходимости забивать столько гвоздей, сколько отверстий в уголке. В противном случае ползун станет несовершенным шарниром, а мауэрлат станет распором.

      От опрокидывания под силой ветра крышу удерживают прочные проволоки. Не следует пренебрегать данными элементами крыши и перекладывать их функцию на уголки. В противном случае стропильная система должна возводиться как распорная.

    • Распор не даёт и жёсткие защемления конькового узла, в случае, когда низ стропила делают на ползуне, а верх закрепляют жёстким образом. Иначе в коньковом узле может появиться изгибающий момент, который будет стремиться его разрушить. В такой конструкции максимальный момент изгиба будет возникать на коньковой опоре, а стропильные ноги будут получать меньший прогиб.Следует учитывать, что используя данный коньковый узел, будет получена достаточно большая несущая способность стропильной системы. Проще говоря. Если использовать в строительстве узловое соединение с жёстким соединением верха стропил, даже если не производить математического расчёта конькового узла, будет получен некоторый запас достаточной прочности на стропилах.

     

    Таким образом, во всех трёх вариантах соблюдается следующее правило: один край стропила устанавливается на скользящей опоре, которая позволяет совершать поворот. Другой на шарнире, который допускает лишь поворот. Крепление стропильных ног на ползунах устанавливаются с помощью самых разных конструкций. Чаще всего их выполняют с помощью крепёжных пластин. Так же не исключено и крепление с помощью гвоздей, саморезов, с использованием накладных брусков и досок. Необходимо лишь верно выбрать вид крепежа, который будет препятствовать скольжению стропильной ноги в опоре.

    Как рассчитать стропила

    В процессе расчёта стропильной конструкции, как правило, принимают «идеализированную» схему расчёта. Исходя из того, что на крышу будет давить определённая равномерная нагрузка, то есть равная и одинаковая сила, которая действует равномерно по плоскостям скатов. В реальности равномерной нагрузки на всех скатах крыши не бывает. Так, ветер наметает снег на одни скаты и сдувает с других, солнце растапливает с одних скатов и не достаёт до остальных, та же ситуация и с оползнями. Всё это делает нагрузку на скаты совершенно неравномерной, хотя внешне это может быть и не заметно. Однако, даже при неравномерно распределённой нагрузке, все три выше перечисленных варианта стропильных креплений будут оставаться статически устойчивыми, но лишь при одном условии – жёстком соединении конькового прогона. При этом прогон либо подпирают накосными стропильными ногами, либо вводят во фронтоны стеновых панелей вальмовых крыш. То есть стропильная конструкция будет оставаться устойчивой лишь в том случае, если прогон конька будет прочно закреплён от возможного горизонтального смещения.

    В случае изготовления щипцовой крыши и опоры прогона лишь на стойки, без опоры на стены фронтов, ситуация ухудшается. В вариантах под номером 2 и 3 , при уменьшении нагрузки на каком – либо скате, напротив расчёта на противоположном скате, крыша, возможно, будет сдвигаться в ту сторону, где нагрузка больше. Самый первый вариант, когда самый низ стропильной ноги производится с врубкой зубьями или с подшивкой бруска опоры, при этом, верх врубкой горизонтальной уложен на прогон, будет хорошо держать неравномерную нагрузку, однако лишь при условии совершенной вертикальности стоек, которые удерживают коньковый прогон.

    Для того, что придать стропилам устойчивости, в систему включают горизонтальную схватку. Она незначительно, но всё же повышает устойчивость. Именно поэтому в тех местах, где со стойками пересекается схватка, её закрепляют гвоздевым боем. Утверждение, что схватка всегда работает лишь на растяжение, в корне не верно. Схватка является многофункциональным элементом. Так, в безраспорной стропильной конструкции она не работает при отсутствии снега на крыше, либо работает лишь на сжатие, когда на скатах появляется незначительная равномерная нагрузка. На растяжение конструкция работает лишь при просадке или при прогибе прогона конька под действием максимальной нагрузки. Таким образом, схватка является аварийным элементом стропильной конструкции, которая вступает в работу, когда крыша завалена большим количеством снега, коньковый прогон окажется прогнутым на максимальную рассчитанную величину, или же произойдут неравномерные непредвиденные просадки фундамента. Следствием может быть неравномерная просадка конькового прогона и стен. Таким образом, чем ниже будут установлены схватки, тем лучше. Как правило, их устанавливают на такой высоте, что бы они не создавали препятствий при ходьбе по чердаку, то есть на высоте около 2 метров.

    Закрепление низа стропил

    Закрепление низа стропил

    Если в вариантах 2 и 3 нижний узел опирания стропил заменить на ползун с выносом края стропильной ноги за стену, то это позволит укрепить конструкцию и сделает её устойчивой статически при совершенно разнообразных сочетаниях конструкции.

    Так же одним хорошим способом для повышения устойчивости конструкции является достаточно жёсткое закрепление низа стоек, которые будут поддерживать прогон. Их устанавливают способом врубки в лежень и закрепляют с перекрытиями любыми доступными способами. Таким образом, нижний узел опоры стойки превращается из шарнирного в узел с жёстким защемлением.Обратите внимание!

    От способа крепления стропильных ног, не зависит то, как рассчитать длину стропил.

    Сечение схваток, по причине развития в них довольно малых напряжений, не берут в расчёт стропил, а принимают довольно конструктивно. Для того, что бы снизить размер элементов, которые используются в процессе строительства стропильной конструкции, сечение схватки принимают того же размера, что и стропильной ноги, при этом могут применяться более тонкие диски. Схватки устанавливают либо с одной, либо с двух сторон стропила и крепят их болтами или гвоздями. Производя расчёт сечения стропильной конструкции, схватки вообще не учитываются, как будто их вообще нет. Единственным исключением становится прикручивание схваток к стропильным ногам болтами. В таком случае несущая способность древесины, по причине ослабления отверстия для болтов, уменьшается за счёт использования коэффициента 0,8. Проще говоря, если в стропильных ногах будут сверлиться дыры для установки болтовых схваток, то расчётное сопротивление необходимо брать в размере 0,8. При закреплении схваток на стропилах лишь гвоздевым боем, ослабление сопротивления дерева стропила не происходит.

    Но необходимо произвести расчёт количества гвоздей. Расчёт производится на срез, то есть изгиб гвоздей. За расчётную силу принимают распор, который возникает при аварийном положении стропильной конструкции. Проще говоря, в расчёт соединения гвоздями схватки и стропильной ноги вводят распор, который отсутствует при стандартной работе стропильной системы.Обратите внимание!

    Статическая неустойчивость стропильной безраспорной системы проявляется лишь на тех крышах, где нет возможности установить коньковый прогон, защищающий от горизонтального смещения.

    В зданиях с вальмовыми типами крыш и с фронтонами из камня или кирпича, безраспорные системы стропил достаточно устойчивы и в проведении мероприятий для обеспечения большей устойчивости нет никакой необходимости. Однако для противо аврийности конструкций всё же следует установить схватки. При установке болтов или шпилек в качестве креплений, следует обратить внимание на диаметр отверстий под них. Он должен быть одинаковым с диаметром болтов или чуть меньше. В случае аварийной ситуации схватка не станет работать до того, пока не будет выбран зазор между стенкой отверстия и шпилькой.

    Обратите внимание, что в данном процессе низы стропильных ног разъедутся на расстояние от нескольких миллиметров, до нескольких сантиметров. Это может привести к сдвигу и прокрутке мауэрлата и к разрушению карниза стен. В случае распорных стропильных систем, когда мауэрлат прочно закреплён, данный процесс может стать причиной раздвижения стен.

    Распорные наслонные стропила

    Стропило, совершающее работу на изгиб и передающее нагрузку распора на стеновые панели, должно иметь не менее двух закреплённых опор.

    Для расчёта данного вида стропильных систем, заменяем в предыдущих схемах нижние опоры с различными степенями свободы на опоры с единственной степенью свободы – шарнирной. Для этого, там, где их нет, прибиваются к краям стропильных ног бруски для опоры. Как правило, используется брусок, длина которого составляет не менее метра, а сечение около 5 на 5 см, учитывая гвоздевое соединение. В другом варианте можно устраивать опору в виде зуба. В первом варианте схемы расчёта, когда стропила упираются горизонтально в прогон, сшиваются верхние концы стропил либо гвоздями, либо болтом. Таким образом, получается шарнирная опора.

    В результате расчётные схемы практически не меняются. Внутренние напряжения изгиба и сжатия остаются без изменений. Однако в прежних опорах появляется распорная сила. В верхних узлах каждой стропильной ноги исчезает противоположно направленный распор, происходящий из конца другой стропильной ноги. Таким образом, он не доставляет особых хлопот.Обратите внимание!

    Края стропил, которые упираются друг в друга либо через прогон, возможно, проверить на смятие материала.

    В стропильных распорных системах предназначение схватки иное – в аварийных ситуациях она работает на сжатие. В процессе работы она уменьшает распор на стены края стропил, однако полностью его не исключает. Полностью она сможет его снять, если закрепится в самом низу, между краями стропильных ног.

    Обращаем ваше внимание, что использование распорных наслонных стропильных конструкций требует внимательного учёта воздействия силы распора на стены. Снизить данный распор возможно путём установки жёстких и прочных коньковых прогонов. Необходимо постараться увеличить жёсткость прогона с помощью установки стоек, консольных балок или подкосов, либо возвести строительный подъём. Особенно актуально это для домов из бруса, рубленых брёвен, легкого бетона. Бетонные, кирпичные и панельные дома гораздо легче переносят силу распора на стенах.

    Воздействие сил на крышу дома

    Воздействие сил на крышу дома

    Таким образом, стропильная конструкция, возведённая по распорному варианту, является статически устойчивой при различных сочетаниях нагрузок, она не требует жёсткого крепления мауэрлата к стене. Для того, что бы удержать распор, стены здания должны быть массивными, снабжёнными монолитным железобетонным поясом по периметру дома. В случае аварийной ситуации, внутри распорной системы, которая работает на сжатие, схватка положение не спасёт, а лишь частично уменьшит распор, который передаётся на стены. Именно для того, что — бы не произошло аварийной ситуации, необходимо учесть все нагрузки, которые могут действовать на крышу.

    Таким образом, какой бы формы не была выбрана крыша дома, вся стропильная система должна рассчитываться таким образом, что бы удовлетворять положениям надёжности и прочности. Сделать полный анализ стропильной конструкции – дело не лёгкое. В расчёт деревянных стропил необходимо включить большое количество различных параметров, включая распор, изгиб, возможные весовые нагрузки. Для более надёжного обустройства стропильной системы возможно установить более подходящие методы креплений. При этом не следует принимать размеры стропил, не произведя полный анализ их технических и функциональных способностей.

    Расчёт сечения стропил

    Сечение стропильных балок выбирается с учётом их длин и принимаемой нагрузки.

    Так, брус длиной до 3 метров, выбирается с диаметром сечения 10 см.

    Брус, длиной до 5 метров, — с диаметром сечения 20 см.

    Брус, длиной до 7 метров – с диаметром сечения до 24 см.

    Как рассчитать стропила — пример

    Дан двухэтажный дом размером 8 на 10 метров, высота каждого этажа по 3 метра. Кровлей выбраны волнистые асбестоцементные листы. Кровля двухскатная, опорные стойки которой располагаются по центральной несущей стене. Шаг стропил 100 см. требуется подобрать длину стропил.

    Как рассчитать длину стропил? Следующим образом: длину стропильных ног можно подобрать так, что бы на них уложить три ряда шиферных листов. Тогда необходимая длина : 1,65 х3 = 4,95 м. уклон кровли в таком случае будет равен 27,3°, высота образованного треугольника, то есть чердачного пространства, 2,26 метра.

    Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

    roof-tops.ru