Вес стропильной системы на 1 м2. Расчет стропильной системы крыши. Формулы расчёта стропильной системы двускатной крыши

Другое название двускатной разновидности крыши – щипцовая.

Она имеет две одинаковых наклонных поверхности. Конструкция каркаса крыши представлена стропильной системой.

При этом опирающиеся друг к дружке пары стропил объединяются обрешеткой. В торцах образуются треугольные стенки, или по-другому щипцы.

Двускатную крышу достаточно просто .

При этом очень важным моментом для монтажа является правильный расчет необходимых параметров.

В стропильной системе мансарды имеются следующие элементы:

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

Расчет стропильной системы двухскатной крыши — онлайн калькулятор

Обозначения полей в калькуляторе

Укажите кровельный материал:

Выберите материал из списка -- Шифер (волнистые асбоцементные листы): Средний профиль (11 кг/м2) Шифер (волнистые асбоцементные листы): Усиленный профиль (13 кг/м2) Волнистые целлюлозно-битумные листы (6 кг/м2) Битумная (мягкая, гибкая) черепица (15 кг/м2) Из оцинкованной жести (6,5 кг/м2) Листовая сталь (8 кг/м2) Керамическая черепица (50 кг/м2) Цементно-песчаная черепица (70 кг/м2) Металлочерепица, профнастил (5 кг/м2) Керамопласт (5,5 кг/м2) Фальцевая кровля (6 кг/м2) Полимер-песчаная черепица (25 кг/м2) Ондулин (еврошифер) (4 кг/м2) Композитная черепица (7 кг/м2) Натуральный сланец (40 кг/м2) Указать вес 1 кв метра покрытия (? кг/м2)

кг/м 2

Введите параметры крыши (фото выше):

Ширина основания A (см)

Длина основания D (см)

Высота подъема B (см)

Длина боковых свесов С (см)

Длина переднего и заднего свеса E (см)

Стропила:

Шаг стропил (см)

Сорт древесины для стропил (см)

Рабочий участок бокового стропила (не обязательно) (см)

Расчёт обрешётки:

Ширина доски обрешётки (см)

Толщина доски обрешётки (см)

Расстояние между досками обрешётки
F (см)

Расчёт снеговой нагрузки (на фото ниже):

Выберите ваш регион

1 (80/56 кг/м2) 2 (120/84 кг/м2) 3 (180/126 кг/м2) 4 (240/168 кг/м2) 5 (320/224 кг/м2) 6 (400/280 кг/м2) 7 (480/336 кг/м2) 8 (560/392 кг/м2)

Расчёт ветровой нагрузки:

Ia I II III IV V VI VII

Высота до конька здания

5 м от 5 м до 10 м от 10 м

Тип местности

Открытая местность Закрытая местность Городские районы

Результаты расчетов

Угол наклона крыши: 0 градусов.

Угол наклона подходит для данного материала.

Угол наклона для данного материала желательно увеличить!

Угол наклона для данного материала желательно уменьшить!

Площадь поверхности крыши: 0 м 2 .

Примерный вес кровельного материала: 0 кг.

Количество рулонов изоляционного материала с нахлестом 10% (1x15 м): 0 рулонов.

Стропила:

Нагрузка на стропильную систему: 0 кг/м 2 .

Длина стропил: 0 см.

Количество стропил: 0 шт.

Обрешетка:

Количество рядов обрешетки (для всей крыши): 0 рядов.

Равномерное расстояние между досками обрешетки: 0 см.

Количество досок обрешетки стандартной длиной 6 метров: 0 шт.

Объем досок обрешетки: 0 м 3 .

Примерный вес досок обрешетки: 0 кг.

Регион снеговой нагрузки

Описание полей калькулятора

Сделать все расчеты перед началом работ по возведению крыши достаточно просто. Единственное, что требуется – это скрупулезность и внимательность, не следует также забывать о проверке данных, после завершения процесса.

Одним из параметров, без которого в процессе расчетов не обойтись будет общая площадь крыши. Следует изначально понимать что этот показатель представляет, для лучшего понимания всего процесса вычисления.

Имеются некоторые общие положения, которых рекомендуется придерживаться в процессе расчета:

Первым делом определяется длина каждого из скатов. Эту величина равна промежуточному расстоянию между точками в самой верхней части (на коньке) и самой нижней (карниз).
Вычисляя такой параметр необходимо учитывать все дополнительные кровельные элементы, например, свес и любого рода сооружения, которые добавляют объем.
На этом этапе также должен быть определен материал, из которого будет конструироваться кровля.
Не нужно учитывать при вычислениях площади элементы вентиляции и дымохода.

ВНИМАНИЕ!

Приведенные выше моменты применимы в случае с обычной крышей, имеющей два ската, но если план дома предполагает наличие мансарды или иную разновидность формы крыши, то расчеты рекомендуется проводить только с помощью специалиста.

Лучше всего вам поможет в расчетах калькулятор стропильной системы двухскатной крыши.

Расчет стропильной системы двухскатной крыши: калькулятор

Расчет параметров стропил

Отталкиваться в данном случае нужно от шага, который выбирается с учетом конструкции крыши индивидуально. На этот параметр влияет выбранный кровельный материал и общий вес крыши.

Варьировать такой показатель может от 60 до 100 см.

Чтобы вычислить количество стропил необходимо:

Узнать длину ската;
Разделить на выбранный параметр шага;
К результату прибавить 1;
Для второго ската, показатель умножить на два.

Следующий параметр для определения — это длина стропил. Для этого нужно вспомнить теорему Пифагора, по ней проводится данный расчет. Для формулы необходимы такие данные:

Высота крыши. Эту величину выбирает каждый индивидуально в зависимости от необходимости обустраивать жилое помещение под крышей. Например, такая величина будет равняться 2 м.
Следующая величина – это половина от ширины дома, в данном случае – 3м.
Величина, которую необходимо узнать – это гипотенуза треугольника. Высчитав этот параметр, отталкиваясь от данных для примера, получается 3, 6 м.

Важно: к полученному результату длины стропил, следует прибавить 50-70 см с расчетом на запил.

Кроме того, следует определить какой ширины выбирать стропила для монтажа.

Стропила можно изготовить своими руками, как это сделать, вы можете прочитать .

Для такого параметра нужно учитывать:

Определение угла наклона

Можно для такого расчета исходить из материала кровли, который будет использоваться в дальнейшем, ведь у каждого из материалов имеются свои требования:

Для размер угла ската должен быть более 22 градусов. Если угол будет меньше, то это сулит попаданием воды в зазоры;
Для такой параметр должен превышать 14 градусов, в ином случае листы материала могут быть сорваны веером;
Для угол может быть не меньше, чем 12 градусов;
Для битумной черепицы такой показатель должен равняться не более чем 15 градусов. Если угол будет превышать такой показатель, то есть вероятность сползания материала с кровли во время жаркой погоды, т.к. прикрепление материала проводят на мастику;
Для материалов рулонного типа, вариации значения угла могут быть в пределах от 3 до 25 градусов. Этот показатель зависит от числа слоев материала. Большее количество слоев позволяет сделать угол наклона ската большим.

Стоит понимать, что чем больше угол ската, тем больше площади свободного пространства под крышей, однако и материала требуется для такой конструкции больше, а, соответственно и затрат.

Более подробно про оптимальный угол наклона вы можете прочитать .

Важно: минимально допустимое значение угла ската равно 5 градусов.

Формула для расчета угла ската проста и очевидна, учитывая, что изначально имеются параметры ширины дома и высоты конька. Представив в разрезе треугольник, можно подставлять данные и проводить вычисления, пользуясь таблицами Брадиса или калькулятором инженерного типа.

Нужно вычислить тангенс острого угла в треугольнике. В данном случае он будет равен 34 градусам.

Формула: tg β = Нк / (Lосн/2) = 2/3 = 0,667

Определение угла наклона крыши

Расчет нагрузок на стропильную систему

Прежде, чем приступать к данному разделу расчетов, нужно рассмотреть всевозможные нагрузки на стропила. , что так же влияет на нагрузку. Виды нагрузок:

Виды нагрузки:

Постоянный. Этот вид нагрузки ощутим стропилами постоянно, его оказывает конструкция кровли, материал, обрешетка, пленки и другие мелкие элементы системы. Средняя величина такого параметра равна 40-45 кг/м 2 .
Переменный. Этот вид нагрузки зависит от климата и зоны расположения строения, поскольку его составляют осадки в данном регионе.
Особый. Этот параметр актуален в том случае, если место расположения дома – это сейсмически активная зона. Но в большей части случаев хватает добавочной прочности.

Важно: лучше всего при расчете прочности сделать запас, для этого к полученной величине прибавляется 10%. Также стоит взять во внимание рекомендацию о том, что 1 м 2 не должен брать на себя вес, больше 50 кг.

Очень важно учесть и нагрузку, оказываемую ветром. Показатели этой величины можно взять из СНиПа в разделе «Нагрузки и воздействия».

Узнать параметр веса снега. Варьирует в основном такой показатель от 80 до 320 кг/м 2 .;
Умножить на коэффициент, который необходим для учета ветрового давления и аэродинамических свойств. Данная величина указана в таблице СНиП и применяется индивидуально. Источник СНиП 2.01.07-85.

Для этого необходимо получившееся значение площади крыши разделить на площадь одного листа металлочерепицы.

Длина крыши в данном примере равна 10м. Чтобы узнать такой параметр, необходимо замерить длину конька;
Длина стропила была вычислена и равняется 3,6м (+0,5-0,7м.) ;
Исходя из этого, площадь одного ската будет равна – 41 м 2 . Общее значение площади – 82 м 2 , т.е. площадь одного ската, умноженная на 2.

Важно: не забывать про припуски для козырьков крыши в 0,5-0,7 м.

Кровельный набор

Заключение

Все расчеты лучше всего их несколько раз проверить во избежание ошибок. Когда этот кропотливый подготовительный процесс будет завершен, можно смело приступать к закупке материала и подготавливать его в соответствии с полученными размерами.

После этого процесс монтажа крыши будет простым и быстрым. А в расчетах вам поможет наш калькулятор двухскатной крыши.

Полезное видео

Видео-инструкция по пользованию калькулятором:

Вконтакте

Устройство крыши

Стропильная нога (стропила)

Мауэрлат

Прогон

Лежень

Стойка

Подкос

Затяжка

Обрешетка

Кобылка

Расчет размеров, определение угла наклона

1. Когда у Вас есть пролет и угол наклона
2. Когда у Вас есть пролет и высота конька

Расчет по пролету и углу наклона:

L= L1 + L2 = (В + С) / cos a

где L1 = C / cos a
L2 = B / cos a
C – выступ стропильной ноги (см. рисунок)
B – ширина пролета (см. рисунок)
а – угол наклона в градусах (если у вас угол дан в промилях или процентах – можете перевести )

Расчет по пролету и высоте конька:

L= L1 + L2

Длина стропильной ноги L в обоих случаях будет максимально приближена в реальному размеру.

Например: Ширина пролета B= 4250 мм, выступ С = 1000мм и угол наклона мы хотим 35 градусов.
Пользуемся 1-ым вариантом расчета, когда известен пролет и угол наклона.
Длина стропильной ноги L = L1 + L2 = 4250/cos35 + 1000/cos35 = 4250/0.819 + 1000/0.819 = 5189 + 1221 = 6410 мм

Сбор нагрузок на стропильную систему

следующие нагрузки

На рисунке показаны две грузовые площади (заштрихованы): на стропильную ногу №1 (F=L·D) и на стропильную ногу №2 (F=0,5·D·L). Логично, что площадь №2 в два раза меньше, чем площадь №1, а следовательно и стропильная нога №2 несет нагрузку в 2 раза меньше и сечение ее должно быть меньше, но с целью унифицирования конструкций стропильных ног, мы будем рассчитывать наиболее нагруженную и полученное сечение принимать для всех.

Например: длина стропильной ноги (возьмем с предыдущего примера) L=6410 мм, а расстояние между ними 900 мм. Следовательно, грузовая площадь на наиболее нагруженную стропильную ногу будет равна:

F=L·D = 6410 мм · 900 мм = 5 769 000 мм2 или 5,769 м2

Снеговая нагрузка – это основная нагрузка, которая действует на стропильную систему.

Искомая величина снеговой нагрузки равна

S = μ·Sg

Если угол а ≤ 30 градусов , то μ=1
- если угол 30 , то 0)
- если угол а ≥ 60 градусов , то μ=0 (т.е. снег не будет задерживаться на крыше)

Например: район строительства – г. Томск (снеговая нагрузка Sg=240 кг/м2), уклон крыши а=35 градусов.
30

μ=0,033·(60-а) =0,033·(60-35)=0,825

S = μ·Sg = 0,825·240=198 кг/м2

Ветровая нагрузка – немаловажная составляющая любого расчета. В зависимости от угла наклона крыши ветровая нагрузка действует по-разному. Если угол наклона меньше 30 градусов, то ветер огибает конек и создает завихрения, которые приподнимают крышу. Если же угол наклона больше 30 градусов, то ветер пытается опрокинуть крышу.

Вдаваться во все детали аэродинамики мы не будем и облегчим расчет, не сильно отклоняясь от реального значения.
Искомое значение ветрового давления:

W = Wo·k·c

Где Wo – нормативное значение ветрового давления (посмотреть можно )
k – коэффициент, который учитывает изменение ветрового давления по высоте
с – аэродинамический коэффициент (принимаем максимально возможное значение – 0.8)

Коэффициент k можем наблюдать в таблице ниже.

Например: район строительства – г. Томск (ветровая нагрузка Sg=53 кг/м2), строительство ведем вблизи лесного массива, высота нашего строения 7м (до конька).
Подставляем значения в формулу и получаем следующее значение ветровой нагрузки:

W = Wo·k·c = 53·0,65·0,8 = 27,56 кг/м2

Постоянные нагрузки

Для подсчета точных значений нагрузок делайте следующее: берите 1 м2 вашей грузовой площади и считайте массу всего, что туда попадает. Если же сложно подсчитать на 1м2 площади – возьмите всю площадь крыши целиком и посчитайте ту же массу стропильных ног и поделите на площадь.

Например: сечение стропильной ноги 100х200 мм, материал сосна (плотность - 500кг/м3), ее длина 6410 мм, длина здания 9 метров, а шаг стропил 0,9м.
Значит, количество стропильных ног будет 11шт. Масса одной стропильной ноги – 0,1м · 0,2м · 6,410м * 500кг/м3 = 64,1 кг.
А масса всех будет равна 11шт · 64,1кг = 705,1 кг
Площадь, на которую простираются все эти 10 стропильных ног:

6,410 м · 9 м = 57,69м2

705,1 кг / 57,69 м2 = 12,22 кг/м2

Постоянные нагрузки будут собираться из следующих:
1. Вес кровельного материала
- Мягкая черепица – 12 кг/м2
- Металлочерепица – 5 кг/м2
- Натуральная черепица – 50 кг/м2
- Шифер – 13 кг/м2
- Битумные волнистые листы – 5,5 кг/м2
- Профнастил – 5 кг/м2
- Сланцевая кровля – 50 кг/м2
- Фальцевая кровля – 6 кг/м2
- Руберойд – 2 кг/м2
2. Вес обрешетки 15-25 кг/м2
3. Вес утеплителя/гидро-пароизоляции 10-20 кг/м2
4. Собственный вес стропильной системы 10-20 кг/м2

Например:
1. Нагрузка от стропильной ноги – 12,22 кг/м2 (посчитано ранее)
2. Нагрузка от утеплителя/гидро-пароизоляции - 13 кг/м2
3. Нагрузка от обрешетки – 22 кг/м2
4. Нагрузка от кровельного материала (профнастил) – 5 кг/м2

ИТОГО: G = 12,22+13+22+5 = 52,22 кг/м2

Коэффициенты надежности по нагрузке

Все нагрузки, которые мы посчитали выше – это нормативные нагрузки.

При подсчете нагрузок не бывает идеальных условий, поэтому чтобы обезопасить себя, каждая нормативная нагрузка умножается на коэффициент надежности по нагрузке и получается расчетная нагрузка, которую мы уже и будем использовать при расчете на прочность.

Коэффициенты надежности по нагрузке согласно СНиП следует принимать следующими:

Снеговая нагрузка – 1.4
Ветровая нагрузка – 1.4

Сочетание нагрузок

Теперь, зная коэффициенты, давайте окончательно узнаем значение всех уже расчетных нагрузок.
Снеговая нагрузка: S расч= 198 кг/м2 · 1,4 = 277,2 кг/м2
Ветровая нагрузка: Wрасч = 27,56 кг/м2 · 1,4 = 38,58 кг/м2
Постоянная нагрузка: Gрасч = 52,22кг/м2 · 1,1 = 57,44 кг/м2

Уже для полного осведомления, расскажу, что просто получившиеся нагрузки суммировать не правильно – результат получится выше.

Иногда на расчетную конструкцию действуют сразу много нагрузок. К примеру, постоянная нагрузка от конструкции, полезная нагрузка от нахождения людей, полезная нагрузка от мебели, снеговая нагрузка, ветровая нагрузка и прочие. Но шанс, что все их максимальные значения будут действовать одновременно, близится к нулю. Поэтому временные нагрузки распределяют еще на кратковременные и длительные, и вводят для них свои коэффициенты сочетания. Где-то 0,9, а где-то и 0,3. И при суммировании данных нагрузок, их просто умножают на эти коэффициенты.

Но в нашем случае у нас не так много нагрузок, и мы их просуммируем без коэффициентов сочетаний (хуже не будет).

u = 277.2 + 38.58 + 57.44 = 373,22 кг/м2

Т.е. одна стропильная нога с грузовой площадью №1 равной 5,769 м2 (считали выше) будет нести нагрузку

Q = 373,22 кг/м2 · 5,769 м2 = 2 153 кг

А линейная распределенная нагрузка по длине стропильной ноги L=6,410м (считали выше) будет равна:

q = 2 153 кг / 6,410 м = 335,88 кг/м

Расчет стропильной системы

Расчет на прочность стропильной ноги будет основываться на следующей формуле:

M / W ≤ Rизг

Где M – максимальный изгибающий момент
W – момент сопротивления поперечного сечения изгибу
Rизг – расчетное сопротивление изгибу (1-ый сорт древесины – 14 Мпа, 2-ой сорт– 13Мпа, 3-ий сорт – 8,5Мпа)

Момент сопротивления прямоугольного сечения:

W = b · h · h /6

Где b – ширина сечения стропильной ноги
h – высота сечения стропильной ноги

Если задаться, что высота h в 1,5 раза больше чем ширина b

W = b · (1.5 · b) · (1.5 · b) / 6 = 0.375·b·b·b
M / 0.375·b·b·b ≤ Rизг
b ≥ корень 3 степени (M / Rизг / 0,375)

Если задаться, что высота h в 2 раза больше чем ширина b , то в итоге мы будем иметь следующую формулу.

W = b · (2 · b) · (2 · b) / 6 = 0.667·b·b·b
M / 0.667·b·b·b ≤ Rизг
b ≥ корень 3 степени (M / Rизг / 0,667)

Пример:
Исходные данные – сосна 1 сорт, а геометрия и нагрузки такие же как в примерах выше.

Максимальный изгибающий момент рассчитаем у нас на калькуляторе путем ввода значений, посчитанных выше либо по формуле M=q·L1·L1/8 (менее точная):

L1 = 5189 мм – основной пролет
L2 = 1221 мм – правая консоль

Результатом будем иметь максимальный изгибающий момент M=1008,7 кг·м

Переведем наш момент из кг*м в Н*мм.

M = 1008.7 кг*м · 10 · 1000 = 10 087 000 Н*мм

Зададимся отношением h/b=1,5, следовательно, формула прочности будет иметь следующий вид:

b ≥ корень 3 степени (M / Rизг / 0,375)
b ≥ корень 3 степени (10087000 / 14 / 0,375) ≥ 124,32мм
Принимаем b = 125 мм, а высота h тогда будет 1,5·125=187,5 мм. Принимаем h =200 мм.

Полученное сечение стропильной ноги – 125х200 мм

Если задались бы отношением h/b=2, то получили бы следующее:

b ≥ корень 3 степени (M / Rизг / 0,667)
b ≥ корень 3 степени (10087000 / 14 / 0,667) ≥ 102,61 мм
Принимаем b = 125 мм, а высота h тогда будет 2·125=250 мм. Принимаем h =250 мм.

Полученное сечение стропильной ноги – 125х250 мм

Заключение

Итак, в г. Томск для крыши под углом 35 градусов с шагом стропил 900 мм из сосны I сорта, высотой до конька 7м с профнастилом в качестве кровельного материала подойдут стропила сечением 125х200 мм.

P.S. данная статья писалась на протяжении нескольких дней и еще к ней будет сделан , поэтому автор будет очень благодарен, если Вы поделитесь данной статьей со своими друзьями и коллегами и напишете комментарий.

Скатная крыша имеет систему наклонных плоскостей (скатов). Конструкция стропильной системы подбирается и рассчитывается, учитывая наличие опор для неё, тип покрытия, размеры и форму перекрываемого здания. Специальный расчёт поможет подобрать необходимый размер стропильной ноги и обеспечить прочность крыши.

Виды стропильных систем двухскатной крыши

Схема стропильной системы выбирается, исходя из условий количества опор для неё и расстояния между ними.

Наслонные стропила опираются на внешние несущие стены зданий и на дополнительные внутренние опоры, в случае если расстояние между основными опорами превышает 4,5 м. Стропильная нога снизу опирается на опорный брус (мауэрлат), который передаёт вес от крыши на стену здания. Верхний конец соединяется с коньковым прогоном и другой стропильной ногой.

1, 2 — висячая стропильная система. 3, 4 — наслонная стропильная система. a — стропила, b — затяжка, c — ригель, d — прогон, e — мауэрлат, f — подкос, g — стойка.

Висячий вид стропильных систем имеет затяжку на уровне нижних опорных узлов или выше их и не предполагает промежуточных опор. Расстояние между внешними несущими опорами не должно превышать 6,5 м. Этот вариант устройства стропильной конструкции можно отнести к треугольным фермам. Расстояние в плане между ними принимается 1,3-1,8 м.

Состав покрытия

Кровля

Этернитовые кровли представляют собой плоские или волнистые листы из асбестоцемента. Это дешёвый вид кровельного покрытия, который достаточно прост в монтаже. В последнее время исследования показали его вредное влияние на здоровье человека.

К шиферным относятся и сланцевые кровли. Они сооружаются из природного материала слоистой структуры сланца. Еврошифер, ондулин являются потомками обыкновенного шифера. Представляют собой спрессованное стекловолокно или целлюлозу, которые пропитаны битумом.

Металлическое покрытие часто используется в строительстве жилых зданий. Оно надёжно защищает дом от атмосферного влияния, имеет малый вес и не трудоёмко в монтаже. К этому виду кровель можно отнести профнастил, оцинкованную сталь, алюцинк.

Рулонные относятся к мягким видам кровель. Они водонепроницаемы, устойчивы к влиянию окружающей среды и удобны в монтаже. К ним относятся такие виды:

рубероид (рубемаст, стекломаст, еврорубероид, толь и др.);

битумно-полимерные (стеклоизол, стеклокром, линокром и др.);

мембранные кровли (ПВХ, термопластичные мембраны, плёнки из синтетического каучука и др.).

Если раньше черепичные кровли были только керамическими, то сегодня встречаются: цементно-песчаные, битумные и металлочерепица.

Деревянные кровли используются редко из-за трудности устройства. Они бывают гонтовые, драничные, шиндебль, лемех, тёсовые.

Светопропускающие кровли изготавливаются из полимерных материалов и стекла. К ним можно отнести сотовый поликарбонат, гофрированный поливинилхлорид, триплекс, полиэстер и др.

Обрешётка

Кровельный настил или обрешётка является основанием для кровли. Его делают из досок или брусков. При устройстве металлической, деревянной или черепичной крыши брус обрешётки принимается сечением:

50х50 мм при расстоянии между стропилами — 1,0-1,1 м;

50х60(h) мм при шаге стропил — 1,2-1,3 м;

60х60 мм при шаге — 1,4-1,5 м.

Для других видов можно использовать доски 2,5 см толщиной. Под рулонную кровлю устраивается двойной настил из досок. Рабочий нижний слой настилается перпендикулярно направлению стропил с прозорами. Верхний укладывается под углом 45° к нижележащему слою. Ширина досок для него принимается не более 8 см, а толщина составляет 2 см.

Стропила

Деревянные стропила применяются бревенчатые, спиленные на один кант, из пилёного леса (брус, доска, уложенная на ребро). Для наслонных стропил лучше подойдёт круглое сечение бревна. Диаметр их составляет 12-20 см. Преимущества использования бревна по сравнению с доской или брусом следующие:

экономия древесины (для выдерживания одинаковых нагрузок для круглого сечения нужен меньший диаметр исходного материала);

выше предел огнестойкости;

меньший расход металлического крепежа;

более высокие показатели жёсткости и долговечности.

Расчёт наслонной стропильной ноги

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

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

Исходными данными для расчета принимаются:

шаг установки стропильных ног;

угол наклона кровли;

ширина и высота крыши.

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

Для наклонных кровель постоянные нагрузки рассчитываются по формуле:

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

α — угол наклона кровли;

n, n c — коэффициенты надёжности для нагрузок от снега — 1,4, нагрузок от крыши — 1,1;

g — вес 1 м 2 , который воспринимает стропильная нога (кровля, обрешётка, стропила);

а — шаг стропильных ног (по оси).

S g — вес снега на 1 м 2 , который зависит от климатического района;

с е — коэффициент сноса снега за счёт влияния ветра и других атмосферных воздействий, зависит от режима эксплуатации кровли;

c t — термический коэффициент.

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

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

для кровель с углом наклона менее 30° µ = 1;

для кровель с углом наклона свыше 60° µ = 0;

в остальных случаях для угла наклона 30°<α<60° µ = 0,033 х (60°-α).

Вес снегового покрова по районам можно уточнить в СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия», где также определяется номер района по карте приложения Ж.

Вес снегового покрова S g

Район I II III IV V
S g кг/м 2 80 120 180 240 320
Поскольку стропильная нога подвергается изгибу от воздействия на неё нагрузок, её проверяют на прочность как изгибаемого элемента, по формуле:

М < m и R и W нт

М — изгибающий расчётный момент;

R и — расчётное сопротивление изгибу древесины;

m и — коэффициент, отражающий условия работы;

W нт — момент сопротивления данного сечения;

R и = 130 кг/см 2 — для сосны и ели;

m и равен 1,0 — для сечений высотой до 15 см и 1,15 — для сечений высотой более 15 см.

В индивидуальном порядке рассчитывается момент сопротивления и момент инерции для материала стропил. По полученным данным подбирается требуемый размер конструктивных элементов стропил.

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

Пример № 1

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

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

Вес крыши на 1 м 2:

вес кровли — 45 кг;

вес стропильной ноги — 10 кг.

Итого: g н = 62 кг/м 2

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

q н = (62 х 0,89 + 126 х 0,89 2) х 1,3 = 201 кг/м

М = 0,125 х q х l 2 = 0,125 х 2,60 х 440 2 = 62 920 кг∙см

Момент сопротивления:

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

По специально разработанным таблицам можно определить диаметр бревна для стропил.

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

Условные обозначения 13 14 15 16 17 18 19
J 1359 1828 2409 3118 3974 4995 6201
W 211 263 324 393 471 559 658
Согласно приведённой таблице определяем диаметр бревна — 18 см.

Пример № 2

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

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

Вес крыши на 1 м 2:

вес кровли из ондулина — 3,4 кг;

обрешётка — 0,05 х 0,06 х 100 х 550/25 = 7 кг;

вес стропильной ноги — 10 кг.

Итого: gн = 20,4 кг/м 2

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

qн = (20,4 х 0,89 + 126 х 0,89 2) х 1,3 = 153,3 кг/м

М = 0,125 х q х l 2 = 0,125 х 2,08 х 440 2 = 50 336 кг∙см

Момент сопротивления:

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

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

По таблице определяем размер сечения бруса для стропил.

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

Условные обозначения
8 9 10 11 12 13 14
1829 2058 2287 2515 2744 2973 3201
261 294 327 359 392 425 457
2250 2531 2812 3094 3375 3656 3937
300 337 375 412 450 487 525
Принимаем для стропильной ноги брус сечением 10х15 см.

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

длина стропил;

шаг стропил;

угол уклона крыши;

снеговая нагрузка, которую подбирают согласно региону строительства;

вес обрешётки.

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

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

Расчет стропильной системы крыши - это процесс, который требует определенных знаний и опыта. Обычно он проводится на стадии проектирования здания, но при замене конструкции на уже возведенном объекте может осуществляться и отдельно. Для правильного расчета стропильных конструкций необходимо учесть несколько факторов.

Все нагрузки на стропильные системы подразделяются на постоянные, временные и особые:

Постоянные нагрузки включают в себя собственный вес стропил, кровельного материала и теплоизоляционного слоя.

К временной нагрузке можно отнести снеговой и ветровой фактор, а также вес людей и оборудования при монтаже и возведении стропильных конструкций и ремонте кровли.

S=Sg*µ, где:

Sg - максимальная величина снегового покрова (табличные данные, выбираемые в зависимости от климатического района расположения объекта);

µ — коэффициент угла наклона кровли (определяется в зависимости от конструктивных особенностей объекта, равен 1 при наклонах кровли до 25° и 0,7 — при углах наклона от 25° до 60°)

Карта снеговых нагрузок Украины

W=Wo*k , где:

Wo — максимальное значение ветровой нагрузки в зависимости от региона (табличные данные)

K - коэффициент, регламентирующий высотность строения и особенности местности его расположения (табличные данные)

А — побережья водоемов, озер и т.д.

В -городские территории, лесные массивы и др. местности равномерно покрытые препятствиями.

коэффициенты ветровых нагрузок Украины и РФ

К особым нагрузкам можно отнести: сейсмическую активность и другие стихийные бедствия в конкретном регионе. Этот показатель определяется по данным статистических исследований природных условий.

Подбор стропил и их сечения

Брус какого сечения использовать для изготовления стропильных элементов, зависит от длины стропила, шага и предполагаемых нагрузок. В приведенной ниже таблице вы можете ознакомиться со значениями сечений, которые соответствуют расчетным нагрузкам, характерным для Украины.

таблица значений сечения стропильного бруса

мауэрлат, прогоны, - 100 на 100 мм или 150 на 150

ригели - 100 на 150 мм

диагональные стропильные ноги — 100 на 200 мм

затяжки - 50 на 150 мм

доски для подшивки — 22-25 на 100-150мм

1. Шифер 10 - 15 кг/м²;
2. Ондулин (битумный шифер) 4 - 6 кг/м²;
3. Керамическая черепица 35 - 50кг/м²;
4. Цементно-песчаная черепица 40 - 50 кг/м²;
5. Битумная черепица 8 - 12 кг/м²;
6. Металлочерепица 4 - 5 кг/м²;
7. Профнастил 4 - 5 кг/м²;

Вес обрешётки 8 - 10 кг/м²;

Пример расчета

Угол наклона крыши 30°

Высота здания 5м

Кровля из керамической черепицы 50 кг/ м²

Шаг монтажа стропил 0,9м

Длина стропилы 4.4м

Временные нагрузки

Ветровая нагрузка 3 регион 38кг*0,75 (прибрежные районы, высота здания 5м)=28,5 кг/ м²

Снеговая нагрузка 2 регион 101кг*0,7(при угле наклона крыши не менее 25 ° и не более 60°)=70 кг/м²

Постоянные нагрузки

Вес обрешётки 8 - 10 кг/м²;
Вес собственно стропильной системы 15 - 20 кг/м²;

Керамическая черепица 35 - 50кг/м²;
Суммарная нагрузка (постоянная+переменная) 80+70=150 кг/м²

Дальше рассчитываем удельную нагрузку на 1м длины стропила, для этого необходимо умножить полученное давление на коэффициент, который характеризует расстояние между стропилами, то есть это число и есть само расстояние, тогда получим:

150*0,9=135 кг/м

Округляем к большей величине 150кг/м.

№ п/п

Диаметр бревна, см

Высота досок для брусьев при их толщине, см

При удельной нагрузке на 1 пог.м. длины стропил, кг

Сечение стропил, см

Длина стропил, см

4,5

Монтаж стропильной системы своими руками - сложный процесс, требующий строгого соблюдения технологии и безошибочных расчетов.
На несущую конструкцию действуют постоянные нагрузки, учитывая которые выбирают , элементов обрешетки и контробрешетки и др.
Предлагаем ознакомиться с поэтапным процессом монтажа стропил и их расчетом.
Материал для стропил
Для монтажа стропил используют брус или доску определенного сечения, которое рассчитывается в процессе проектировки с учетом всех нагрузок.
Применяют только тщательно просушенные, обработанные антисептиком и огнеупорным составом заготовки, у которых минимальное количество сучков и отсутствуют даже мелкие трещины.
Влажность древесины должна находиться в пределах 20-23 процентов.
Некоторые фирмы предлагают уже заготовленные и нужным образом подготовленные стропильные «ноги».
Их достаточно правильно собрать на месте строительства.
Есть также готовые стропильные фермы.
Их монтаж еще более упрощается.
Металлические конструкции
Крайне редко используют металлические стропила.
У них много недостатков: дороговизна, большой вес (оказывается дополнительная нагрузка на стены и фундамент), необходимость привлечения крана, появление ржавчины на сварочных швах и т.д.
Металлическую систему в основном применяют для промышленных построек.
Комбинированные элементы
Минус дерева в том, что оно со временем деформируется под воздействием нагрузок.

Поэтому используют комбинированные стропила из деревянных и металлических элементов.
Металлические применяются для повышения несущей способности конструкции.
К ним относятся ригели, подкосы, бабки и т.п.
Минусом такой стропильной системы является накопление конденсата на металле, что в свою очередь может спровоцировать загнивание деревянных частей.
Элементы стропильных конструкций
Конструктивно стропильная система состоит из следующих элементов:
Стропильные ноги, образующие скелет крыши.
Мауэрлаты - брусья, которые укладываются по периметру стен. На них опираются стропильные ноги.
Вертикальные стойки, на которые опирается «конек» крыши.
Коньковый прогон.
Подкосы. Их применение позволяет использовать стропила меньшего сечения при неизменной нагрузке, а также увеличить длину пролетов между стенами.
Ригели. Они предотвращают прогиб стропильных ног.
Затяжки. Необходимы для того, чтобы снизить нагрузку на стены.
Обрешетка и контробрешетка.

Стропильные системы
Однако полученное значение является усредненным.
По таблице находят значение (S), соответствующее региону проживания;
Определяют угол уклона скатов. Для этого высоту крыши делят на половину пролета, после чего по таблице ниже выбирают соответствующее значение;
Высчитывают значение коэффициента m из учета уклона скатов.
Если уклон меньше 30 градусов, то m = 1,
если от 60 и выше град., то m = 0,
если от 30 до 60 град., то значение находят по формуле m = 0.033x(60-«угол ската»);
Находят максимальную нагрузку на крышу по формуле Smax=S*m.

Нахождение ветровой нагрузки
Расчет ведется по данным из карты ветровых нагрузок и нескольким формулам, как в первом случае.
Также задействуют таблицу нормативного давления ветра и таблицу с коэффициентами.
Расчет ведется в следующем порядке:
По карте находят значение воздействия ветра на 1 квадратный метр крыши из учета района проживания (W0);
По таблице «Значение коэффициента k» находят коэффициент, учитывая высоту дома и местность, в которой он расположен;
Исходя из угла уклона скатов крыши, выбирают аэродинамический коэффициент (C). Он находится в пределах от -1.8 (α меньше 30 градусов) до + 0.8 (α больше 30 град.)
Находят по формуле Wm= Wo·K·C значение нагрузки от ветра.

Вес кровли
Вес элементов стропильной системы: обрешетки, чернового покрытия и т. д.
Пользуются приведенными ниже данными.

Условные обозначения	13	14	15	16	17	18	19
J	1359	1828	2409	3118	3974	4995	6201
W	211	263	324	393	471	559	658

Условные обозначения
Условные обозначения	8	9	10	11	12	13	14
	1829	2058	2287	2515	2744	2973	3201
	261	294	327	359	392	425	457
	2250	2531	2812	3094	3375	3656	3937
	300	337	375	412	450	487	525