Прежде чем приступать к строительству крыши, конечно желательно, чтобы её была рассчитана на прочность. Сразу после опубликования прошлой статьи « «, мне на почту стали приходить вопросы, касающиеся выбора сечения стропил и балок перекрытия.
Да, разобраться в этом вопросе на просторах нашего всеми любимого интернета действительно довольно не просто. Информации на эту тему очень много, но она как всегда настолько разрознена и иногда даже противоречива, что неопытному человеку, который в своей жизни возможно даже и не сталкивался с таким предметом как «Сопромат» (повезло же кому-то), легко запутаться в этих дебрях.
Я, в свою очередь, попробую сейчас составить пошаговый алгоритм, который поможет Вам самостоятельно рассчитать стропильную систему своей будущей крыши и наконец избавиться от постоянных сомнений — а вдруг не выдержит, а вдруг развалится. Сразу скажу, что углубляться в термины и различные формулы я не буду. Ну зачем? На свете столько полезных и интересных вещей, которыми можно забить себе голову. Нам ведь нужно просто построить крышу и забыть про неё.
Весь расчёт будет описан на примере двухскатной крыши, о которой я писал в
Итак, Шаг № 1:
Определяем снеговую нагрузку на крышу. Для этого нам понадобится карта снеговых нагрузок РФ. Чтобы увеличить картинку, кликните на ней мышкой. Ниже я дам ссылку, по которой её можно будет скачать себе на компьютер.
По этой карте определяем номер снегового региона, в котором мы строим дом и из нижеследующей таблицы выбираем соответствующую этому региону снеговую нагрузку (S, кг/м²):
Если Ваш город находится на границе регионов, выбирайте большее значение нагрузки. Корректировать полученную цифру в зависимости от угла наклона скатов нашей крыши не нужно. Программа, которой мы будем пользоваться сделает это сама.
Допустим в нашем примере мы строим дом в Подмосковье. Москва находится в 3 снеговом регионе. Нагрузка для него составляет 180 кг/м².
Шаг №2:
Определяем ветровую нагрузку на крышу. Для этого нам понадобится карта ветровых нагрузок РФ. Её также можно будет скачать по ссылке ниже.
По этой карте также выбираем соответствующий номер региона и определяем для него значение ветровой нагрузки (значения показаны в левом нижнем углу):
Здесь столбец А - открытые побережья морей, озёр и водохранилищ, пустыни, степи, лесостепи и тундры; столбец В - городские территории, лесные массивы и др. местности равномерно покрытые препятствиями. Нужно учесть, что в некоторых случаях тип местности может различаться в разных направлениях (например, дом стоит на окраине населённого пункта). Тогда выбираем значения из столбца «А».
Снова вернёмся к нашему примеру. Москва находится в I-м ветровом регионе. Высота нашего дома 6,5 метров. Предположим, что строится он в населённом пункте. Таким образом принимаем значение поправочного коэффициента k=0,65. Т.е. ветровая нагрузка в данном случае будет равна: 32х0,65=21 кг/м².
Шаг №3:
Необходимо скачать себе на компьютер расчётную программу выполненную в виде таблицы Exel. Далее работать мы будем в ней. Вот ссылка для скачивания: « . Также здесь находятся карты снеговых и ветровых нагрузок РФ.
Итак, скачиваем и распаковываем архив. Открываем файл «Расчёт стропильной системы», при этом мы попадаем в первое окно — «Нагрузки»:
Здесь нам нужно поменять некоторые значения в ячейках залитых голубым цветом. Весь расчёт производится автоматически. Давайте продолжим рассматривать наш пример:
В табличке «Исходные данные» меняем угол наклона на 36° (какой у Вас будет угол, такой и пишите, ну это я думаю всем понятно);
Меняем шаг стропил, на тот который мы выбрали. В нашем случае это 0,6 метров;
Нагр. кровли (нагрузка от собственного веса кровельного материала) — это значение выбираем из таблицы:
Для нашего примера выбираем металлочерепицу с весом 5 кг/м².
Снег. район — сюда мы вписываем сумму значений снеговой и ветровой нагрузок, которые мы получили ранее, т.е. 180+21=201 кг/м²;
Утепление (манс.) — это значение оставляем без изменений, если мы будем закладывать утеплитель между стропилами. Если же мы делаем холодный чердак без утеплителя — меняем значение на 0;
В табличку «Обрешётка» вписываем необходимые размеры обрешётки. В нашем случае для металлочерепицы мы поменяем шаг обрешётки на 0,35 м и ширину — на 10 см. Высоту оставляем без изменений.
Все остальные нагрузки (от собственного веса стропил и обрешётки) учитываются программой автоматически. Теперь смотрим, что у нас получилось:
Мы видим надпись «Несущая способность обрешётки обеспечена!» Больше в этом окне мы ничего не трогаем, даже ни к чему понимать, что за цифры стоят в других ячейках. Если, например, мы выберем другой шаг стропил (по больше), может получиться, что несущая способность обрешётки будет не обеспечена. Тогда надо будет подбирать другие размеры обрешётки, например, увеличивать её ширину и т.п. В общем думаю Вы разберётесь.
Шаг №4:
Строп.1 » и переходим в окно расчёта стропил с двумя точками опоры. Здесь все внесённые нами ранее входящие данные уже подставлены программой автоматически (так будет и во всех других окнах).
В нашем примере из статьи «Двухскатная крыша дома своими руками» стропила имеют три точки опоры. Но давайте представим, что промежуточных стоек нет и произведём расчёт:
Меняем на схеме стропила длину его горизонтальной проекции (ячейка залита голубым цветом). В нашем примере она равна 4,4 метра.
В табличке «Расчёт стропил» меняем значение толщины стропила В (заданное) на выбранное нами. Мы ставим 5 см. Это значение обязательно должно быть больше указанного в ячейке Втр (устойч.);
Теперь в строку «Принимаем Н » нам нужно внести выбранную ширину стропила в сантиметрах. Она обязательно должна быть больше значений, указанных в строках «Нтр.,(прочн.) » и «Нтр.,(прогиб) «. При соблюдении этого условия, все надписи в низу под схемой стропил будут иметь вид «Условие выполнено». В строчке «Н, (по сорт-ту) » указано значение, которое нам предлагает выбрать сама программа. Мы можем взять эту цифру, а можем взять другую. Обычно выбираем сечения имеющиеся в наличии в магазине.
Итак, что у нас получилось показано на рисунке:
В нашем примере для соблюдения всех условий прочности необходимо выбрать стропила с сечением 5х20 см. Но схема крыши показанная мной в прошлой статье имеет стропила с тремя точками опоры. Поэтому для её расчёта переходим к следующему шагу.
Шаг №5:
Нажимаем внизу рабочего экрана на вкладку «Строп.2 » либо «Строп. 3″ . При этом открывается окно расчёта стропил имеющих 3 точки опоры. Выбор нужной нам вкладки производим в зависимости от места расположения средней опоры (стойки). Если она расположена правее середины стропила, т.е. L/L1<2, то пользуемся вкладкой «Строп.2″ . Если стойка расположена левее середины стропила, т.е. L/L1>2, то пользуемся вкладкой «Строп.3″ . Если стойка ровно по середине, можете использовать любую вкладку, результаты будут одинаковые.
На схеме стропил переправляем размеры в ячейках залитых голубым цветом (кроме Ru);
По тому же принципу, что был описан выше, выбираем размеры сечения стропил. Для нашего примера, я принял размеры 5х15 см. Хотя можно было и 5х10 см. Просто привык уже работать с такими досками, да и запас прочности будет побольше.
Теперь важно: с полученного при расчёте рисунка нам нужно будет выписать значение вертикальной нагрузки, действующей на стойку (в нашем примере (см. рис. выше) она равна 343,40 кг) и изгибающего момента действующего на стойку (Моп.=78,57 кгхм). Эти цифры будут нужны нам далее при расчёте стоек и балок перекрытия.
Далее, если вы перейдёте во вкладку «Арка «, откроется окно расчёта стропильной системы представляющей собой коньковую арку (два стропила и затяжка). Я её рассматривать не буду, для нашей крыши она не подойдёт. Слишком у нас большой пролёт между опорами и маленький угол наклона скатов. Там получатся стропила сечением порядка 10х25 см, что для нас конечно непреемлемо. Для более маленьких пролётов такую схему использовать можно. Уверен, кто понял то, о чём я писал выше, тот сам разберётся и с этим расчётом. Если всё же появятся вопросы, пишите в комментариях. А мы переходим к следующему шагу.
Шаг №6:
Переходим на вкладку «Стойка». Ну здесь всё просто.
Определённые нами ранее значения вертикальной нагрузки на стойку и изгибающего момента вносим на рисунке соответственно в ячейки «N=» и «М=». Они у нас были записаны в килограммах, мы вписываем их в тоннах, при этом значения автоматически округляются;
Также на рисунке меняем высоту стойки (в нашем примере это 167 см) и ставим размеры выбранного нами сечения. Я выбрал доску 5х15 см. Внизу в центре видим надписи «Центральное обеспечено!» и «Внецентр. обеспечено». Значит всё впорядке. Коэффициенты запаса «Кз» очень большие, поэтому можно смело уменьшать сечение стоек. Но мы оставим как есть. Результат расчёта на рисунке:
Шаг №7:
Переходим на вкладку «Балка «. На балки перекрытия действуют одновременно распределённая нагрузка и сосредоточенная. Нам нужно учесть обе. В нашем примере балки одинакового сечения перекрывают пролёты разной ширины. Мы конечно же производим расчёт для более широкого пролёта:
— в табличке «Распределённая нагрузка» указываем шаг и пролёт балок (мы из примера берём 0,6 м и 4 м соответственно);
— принимаем значения Нагр.(норм.)=350 кг/м² и Нагр.(расч.)=450 кг/м². Значения этих нагрузок в соответствии со СНиПом усреднены и взяты с хорошим запасом прочности. В них включена нагрузка от собственного веса перекрытий и эксплуатационная нагрузка (мебель, люди и т.п.);
— в строку «В, заданная » вписываем выбранную нами ширину сечения балок (в нашем примере это 10 см);
В строчках «Н, прочность » и «Н, прогиб » будут указаны минимально возможные высоты сечения балок при которых она не сломается и прогиб её будет допустимым. Нас интересует большая из этих цифр. Высоту сечения балки мы принимаем исходя из неё. В нашем примере подойдёт балка сечением 10х20 см:
Итак, если бы у нас не было стоек опирающихся на балки перекрытия, расчёт на этом был бы закончен. Но стойки в нашем примере есть. Они то и создают сосредоточенную нагрузку, поэтому продолжаем заполнять таблички «» и «Распред.+сосредоточ. «:
В обе таблички вносим размеры наших пролётов (тут думаю всё понятно);
В табличке «» меняем значения Нагр.(норм.) и Нагр.(расч.) на цифру которую мы получили выше при расчёте стропил с тремя точками опоры — это вертикальная нагрузка на стойку (в нашем примере 343,40 кг);
В обе таблички вписываем принятую ширину сечения балки (10 см);
Высоту сечения балки определяем по табличке «Распред.+сосредоточ .» . Снова ориентируемся на большее значение. Для нашей крыши принимаем 20 см (см. рис. выше).
На этом расчёт стропильной системы закончен.
Чуть не забыл сказать: используемая нами расчётная программа применима для стропильных систем сделанных из сосны (кроме веймутовой), ели, лиственницы европейской и японской. Вся используемая древесина 2-го сорта. При использовании другой древесины, в программу нужно будет внести некоторые изменения. Так как другие породы дерева в нашей стране используются редко, я сейчас не буду расписывать, что нужно изменять.
Для зданий небольшой высотности отлично подойдет стропильная кровля. Она украсит фасад дома, а при достаточном уклоне снег на такой кровле не скапливается, в отличие от плоской конструкции.
Одна из разновидностей стропильной кровли – двускатная . Это достаточно простая система, которая образуется двумя скатами. Скат кровли – это вся наклонная плоскость, при помощи которой обеспечивается водосток.
Конструкция опирается на две параллельные стены. Такая кровля образует два треугольных боковых фронтона. Фронтон – это завершение фасада здания.
Достоинства двускатной системы
- Простота проектирования
.
Расчёт несущей способности и необходимых материалов для устройства такой кровли достаточно прост, так как вариантов типов и размеров несущих конструкций немного; - Простота монтажа
.
Двускатная кровля не имеет сложных конструктивных элементов. Малое количество типоразмеров позволяет быстрее установить все элементы кровли; - Удобство эксплуатации
.
Чем меньше различных изломов имеет крыша, тем надёжнее она защищает жилище. В самом простом исполнении двускатная крыша имеет всего один излом – конёк. Такую кровлю проще ремонтировать в случае появления дефектов; - Свободное пространство
.
Для обустройства мансарды предпочтительнее двускатная кровля, так как она меньше “съедает” пространство. Для сравнения, рассмотрим дом 6х6 м с мансардой. У наружных стен высота от пола помещения до кровли 1.5 м, у конька – 3 м. Для двускатной кровли при таких условиях объём помещения составит 81 м.куб, а для вальмовой, имеющей четыре ската, 72 м.куб. Для больших размеров здания потери в объёме будут увеличиваться.
Типы конструкций
Существуют четыре основных типа двускатных кровель:
- Симметричная
.
Надёжна, устойчива, проста в исполнении, в основе лежит равнобедренный треугольник; - Несимметричная
.
Конёк располагается не по центру, скаты кровли имеют разные уклоны; - Ломаная симметричная
.
Скаты кровли имеют излом. Значительно увеличивает высоту помещения; - Ломаная несимметричная
.
Чердачное или мансардное помещение получается меньше, чем в предыдущем случае. Крыша имеет очень необычный внешний вид.
Выбор типа двускатной кровли зависит от назначения помещения, расположенного непосредственно под ней и архитектурного облика здания.
Общие принципы расчёта стропильной системы
Самыми важными несущими частями стропильной системы двухскатной кровли здания являются мауэрлат, ригель и стропила. Мауэрлат работает на сжатие, поэтому его сечение можно взять условно.
Ригель и стропильные ноги испытывают на себе изгибающий момент.
Расчёт таких конструкций производится по прочности и по жёсткости. Для небольших зданий можно выбрать их сечение приблизительно, но для серьёзных построек, в целях безопасности и экономии материала расчёт стропильной системы должен выполнить профессионал.
Нагрузка от собственного веса кровли
Чтобы выполнить расчёт необходимо знать нагрузку на 1 м.кв. кровли.
Для этого нужно сложить массы 1 м.кв. всех кровельных материалов:
- подшивка (если она есть, чаще всего выполняется из гипсокартона);
- стропильные ноги . Чтобы посчитать какой вес стропил приходится на квадратный метр кровли нужно найти массу погонного метра стропильной ноги и разделить это число на шаг стропил в метрах. Для расчёта можно принять приблизительное сечение стропила, площадь этого сечения необходимо умножить на плотность древесины;
- утеплитель (если он есть) . Плотность утеплителя должна быть указана производителем, её необходимо умножить на толщину;
- обрешётка . Для обеспечения запаса в расчёт можно брать сплошную обрешётку. Например, 1 м.кв. обрешётки из доски толщиной 32 мм будет весить приблизительно 25 килограмм;
- кровельный материал. Масса 1 м.кв. покрытия обычно указывается производителем.
Снеговая нагрузка
Снеговая нагрузка для каждой местности своя и равняется весу снегового покрова на горизонтальной плоскости.
На территории России она может принимать значения от 80 до 560 килограмм на метр квадратный. В интернете можно легко найти карту распределения снеговой нагрузки и выбрать нужное число исходя из района строительства.
Угол наклона кровли
Угол наклона кровли достаточно легко рассчитать, зная геометрию и имея под рукой инженерный калькулятор или стандартный калькулятор на персональном компьютере.
Если разделить высоту подъема кровли на расстояние от конька до карниза в плане, получается уклон кровли в долях или тангенс угла наклона. Для того чтобы вычислить угол, достаточно лишь найти арктангенс.
Если использование инженерного калькулятора вызывает затруднения, арктангенс можно найти с помощью калькулятора онлайн.
Расчёт шага стропил
Шаг стропил мансардной кровли следует выбирать из соображений удобства монтажа утеплителя. Маты обычно имеют ширину 60 сантиметров, поэтому шаг стропил стоит выбирать так, чтобы расстояние между ними в чистоте составляло 58 или 118 сантиметров. Два сантиметра позволят установить плиты утеплителя очень плотно, что позволит ему держаться между стропилами и улучшит теплоизоляцию.
Длина стропильной ноги
Длину ноги легко вычислить по формуле:
L / cosα
,
здесь L – это расстояние от конька крыши до внутренней поверхности наружной стены в плане, а cosα – это косинус угла наклона кровли. При жёстком креплении нужно прибавить величину врубки.
Сечение стропильной ноги
Сечение стропильной ноги нужно подбирать кратным размеру досок и бруса.
Пример простого расчёта сечения стропильной ноги:
- находим нагрузку на 1 погонный метр стропила.
q = (1.1*масса 1 м.кв. кровли*cosα + 1.4*нормативная снеговая нагрузка* cosα2)* шаг стропил; - находим W
.
W = q*1,25*полёт стропил/130; - решаем уравнение:
W = b*h2/6.
В этом уравнении b – ширина сечения стропильной ноги, а h–высота.
Для решения нужно задаться шириной и найти высоту, решив простое квадратное уравнение. Ширину можно назначать 5 см, 7.5 см, 10 см, 15 см. При небольших пролётах ширина 15 см нецелесообразна.
Для расчета стропильных систем существуют всевозможные таблицы, программы, онлайн калькуляторы.
Основные элементы кровли
Основными элементами двускатной, как и любой другой стропильной кровли, являются:
Стропильная крыша с мансардой
Чтобы полностью использовать пространство под крышей можно спроектировать мансарду.
Мансардный этаж – это этаж в чердачном пространстве. Фасад мансарды полностью или частично образуется поверхностями крыши. Согласно нормативным документам, чтобы помещение считалось мансардой, линия пересечения плоскости крыши и наружной стены не должна находиться выше, чем 1.5 м от уровня пола. Если это требование не выполнено, пространство будет считаться обычным этажом.
Кровля мансардного этажа отличается от кровли чердачного наличием в своей конструкции утеплителя. Чаще всего для утепления мансардной крыши используются минераловатные плиты.
Освещение мансардного пространства может осуществляться тремя способами:
- оконные проёмы во фронтонах;
- слуховые окна;
- мансардные окна.
Слуховое окно – это оконная конструкция, которая имеет каркас, монтируемый одновременно со стропильной системой. Этот каркас выполняется из дерева. Слуховое окно имеет собственную маленькую крышу, которая может быть двускатной или цилиндрической. Сам стеклопакет устанавливается вертикально.
Мансардное окно – это окно, специально предназначенное для использования на стропильной кровле. Оно устанавливается в плоскость ската в наклонное положение. Мансардное окно должно выдерживать расчётную снеговую нагрузку. Лучше не использовать такой тип окон в кровлях с небольшим уклоном.
Выбор материала кровли
После того, как определен внешний вид кровли, можно приступить к выбору материала. Существует несколько видов современных покрытий. В списке, приведённом ниже, варианты материалов приведены в порядке убывания средней рыночной стоимости.
- Керамическая черепица.
Керамика, как материал кровли, имеет долгую историю. Керамическая крыша надёжна и долговечна. Минусами этого материала является цена и большая масса. Под кровлю из керамической черепицы придётся устраивать усиленную стропильную систему и обрешётку; - Цементно-песчаная черепица.
Обладает практически всеми характеристиками керамической, но стоит чуть меньше; - Гибкая битумная черепица
.
Обладает хорошими звукоизоляционными характеристиками. Благодаря шероховатой поверхности черепица способна не давать снегу съезжать с крыши. Требует сплошной обрешётки, обычно используется слой влагостойкой фанеры. Нельзя использовать на кровлях с большими уклонами; - Металлическая черепица.
По сравнению с предыдущими покрытиями, обладает меньшим весом. Легко монтируется. Минусом металлической кровли является то, что во время дождя она может быть слишком шумной. - Фальцевая кровля
.
Самый привлекательный вариант в плане стоимости. Требует специальной квалификации при монтаже, так как непрофессионалу будет сложно качественно выполнить соединения. Монтаж более трудоёмкий, чем у металлической и гибкой черепицы. Такая же «шумная», как и металлическая черепица.
Материал кровли полностью зависит от желаний и возможностей заказчика. Исключение составляют кровли со слишком большим или слишком маленьким уклоном, так как все материалы имеют ограничения по углу наклона ската.
Виды стропильных систем
Конструктивные системы стропильной кровли могут быть трёх видов:
- Наслонные стропила
.
Стропила опираются по двум сторонам. Снизу – на мауэрлат, сверху – на ригель. В качестве промежуточных опор могут использоваться стойки и подкосы. Чаще всего используются в зданиях с небольшим расстоянием между торцами или при возможности поставить стойки или стену посередине мансарды.
При больших пролётах стропил (больших расстояниях между продольными стенами) могут дополнительно использоваться стойки, подкосы или затяжки.
Наслонные стропила просты в расчётах.
Обычно самым мощным элементом такой системы является ригель, который несёт на себе половину нагрузки от всей конструкции кровли. - Висячие стропила.
При отсутствии возможности использования ригеля в качестве верхней опоры, разумно использовать эту стропильную систему.
Висячие стропила опираются только на мауэрлат, а в верхней точке соединяются между собой с помощью накладки.
Эта стропильная система работает под нагрузкой как ферма. Наибольшее давление приходится на наружные стены. Возникает горизонтальная сила – распор, которая может привести к смещению стен. В конструкции висячих стропил распорное усилие воспринимает затяжка, которая стягивает стропильные ноги и не даёт им разъезжаться.
Висячие стропила классифицируются в зависимости от месторасположения затяжки:
1) Треугольная трёхшарнирная арка.
Затяжка и стропила образуют треугольник. Затяжка располагается в уровне перекрытия;
2) Треугольная трёхшарнирная арка с подвесом.
При большом пролёте стропил затяжка может не пройти по требованиям прогиба. Чтобы предотвратить её провисание, затяжку подвешивают к коньку. Но при такой системе, так же, как и при системе наслонных стропил, посередине мансарды образуется ряд стоек;
3) Треугольная трёхшарнирная арка с приподнятой затяжкой.
Затяжка располагается чаще всего в уровне потолка мансардного помещения. Такая схема менее выгодна с точки зрения работы конструкции. Чем выше расположена затяжка, тем больший распор она воспринимает.
Висячие стропила должны рассматриваться как треугольная ферма, что усложняет расчёт. - Комбинированные стропила.
К комбинированной системе можно отнести распорные наслонные стропила. Они нуждаются как в установке ригеля, так и в затяжке. В отличие от предыдущих вариантов, в которых стропила к мауэрлату крепятся шарнирно, здесь стропильная нога крепится жёстко, поэтому в системе возникает распор. Для такой системы мауэрлат должен быть надёжно прикреплен к стене, а сама стена быть прочной и толстой. Отличным вариантом стане выполнение по периметру железобетонного пояса.
Монтаж стропильной системы
Монтаж происходит в следующем порядке:
- укладка мауэрлата;
- установка ригеля (если он есть);
- раскладка стропил;
- утепление (если есть);
- обрешётка;
- кровельный материал.
Прикрепление стропильной ноги к мауэрлату может быть жёстким и шарнирным.
Шарнирное закрепление
Даёт возможность компенсировать расширение древесины под действием влажности и перепадов температуры.
Крепление может осуществляться несколькими способами:
- с помощью специального крепежа, металлической «салазки»;
- с помощью крепёжной пластины;
- на стропильной ноге выполняется запил. Место стыка стропильной ноги и мауэрлата фиксируется с помощью гвоздей.
Жёсткое закрепление
Стропило крепится к мауэрлату врубкой и надёжно фиксируется гвоздями, забитыми под углом по отношению друг к другу. Один гвоздь вбивается вертикально поверхности мауэрлата. Такое соединение исключает смещение в любой плоскости.
Двускатная стропильная система имеет неоспоримые преимущества. Её можно спроектировать и смонтировать самостоятельно, нужно лишь ответственно отнестись к этому вопросу и продумать всё до мелочей.
Отправим материал вам на e-mail
При планировании строительства малоэтажных жилых, подсобных или коммерческих зданий большинство проектировщиков выбирают двускатную конструкцию крыши. Это связано с относительно простой технологией монтажа, повышенной надёжностью конструкции, эффективным отводом осадков с кровли и неприхотливостью к условиям эксплуатации. Однако для достижения всех преимуществ нужно грамотно спроектировать и установить стропила для двухскатной крыши своими руками.
Внешний вид дома с двускатной кровлей
Двускатные кровли представляют собой две наклонные плоскости прямоугольной формы (скаты), которые опираются на стропильную систему. Боковые части делаются глухими либо на них устанавливают окна и обшивку. Основными параметрами такой кровли являются: угол наклона и расположение конька относительно осевой линии, проходящей через стены, перпендикулярные скатам. То есть двускатная конструкция не обязательно должна иметь одинаковый наклон скатов или иметь симметричный вид.
Множество оригинальных проектов применяют несимметричную конструкцию скатов для учёта некоторых особенностей климата, либо в целях улучшения дизайна фасада. Стоит заметить, что такие решения весьма оригинальны, но на практике их реализовать достаточно сложно. Связано это со следующими причинами:
- Возрастает нагрузка на стены и фундамент в месте смещения конька кровли. В результате расчёты могут значительно усложняться, особенно при условии применения тяжёлых кровельных материалов, таких как шифер или керамическая черепица.
- Требуется изготавливать для каждого ската отдельные конструктивные элементы, что может значительно увеличить сроки строительства.
- На кровлю при больших углах наклона скатов могут оказывать существенное влияние давление ветровых потоков. Поэтому потребуется учитывать преимущественное направление ветров при расчётах.
Основные элементы скатной системы крыши
Перед тем как сделать стропила на двухскатную крышу нужно создать проект, а также изучить все элементы конструкции. Потребуется спроектировать такие основные узлы:
- Мауэрлат . Обеспечивает передачу нагрузки кровельной конструкции на несущие стены объекта, создавая её равномерное распределение. Брус изготавливается из лиственных пород древесины, таких как лиственница, дуб, ясень. Минимально допустимое сечение составляет 100х100 мм. Допускается применение не только цельного бруса, а и клееного, но с сечением 100х150 мм.
- Стропила . Основной элемент конструкции, который предназначен для формирования несущего каркаса, восприятия нагрузки кровельного материала через обрешётку и передачи нагрузки на мауэрлат. Расстояние между стропилами двухскатной крыши составляет от 0,6 до 1,2 м, в зависимости от веса кровельного материала и количества осадков в конкретной области.
- Затяжка . Специальная конструкция, применяемая для фиксации двух наклонных балок скатов под заданным углом наклона, которая крепится на уровне чуть выше балок либо немного ниже конька. Применяется в наслонных типах кровель.
- Стойка . Представляет собой вертикально устанавливаемый и прочно закрепляемый элемент, выполняющий несущие функции кровли. Устанавливается обычно на стены здания для частичной передачи нагрузки кровли. Придаёт дополнительную жёсткость конструкции.
- Прогон . Бывает двух типов: боковой и коньковый. Боковой представляет собой брус, опирающийся на стойки и расположенный параллельно коньковой балке. Позволяет предотвратить прогибание ската под значительными нагрузками. Коньковый прогон устанавливается вдоль линии примыкания одного ската к другому и служит опорой для конька.
- Подкос . Представляет собой вспомогательные опоры для стоек, которые располагаются под углом 45 0 к несущим балкам скатов в целях увеличения площади контакта со стойками и снижения риска деформации ската.
- Лежень . Служит точкой опоры для подкоса и стойки.
- Обрешётка . Используется для фиксации стропильной системы в поперечном направлении, передачи нагрузки кровельного материала и его крепления, а также обеспечения стойкости к нагрузкам в прогонах между несущими балками.
Полезная информация! Подкосы для северных регионов из-за повышенных снежных и ледяных нагрузок на кровли допускается устанавливать не только продольно, а и по диагонали. Таким образом, значительную часть нагрузки воспринимают именно стойки, а не стены здания.
Расчёт длины и шага стропил
Устанавливая стропила для двускатной крыши своими руками, нужно соблюдать шаг их закрепления 0,6-1 м. Выбор зависит от расчётных нагрузок с учётом запаса прочности. Чем меньше шаг, тем прочнее конструкция и больше расход строительных материалов. Большой интервал 0,8-1 м допускается использовать только при укладке лёгких кровельных листов и углах наклона 15 0 -20 0 . Рекомендуется выбирать шаг в пределах 0,6-0,8 м.
Длину балок, зная угол наклона скатов и расстояние между двумя стенами объекта, рассчитать достаточно просто по теореме Пифагора. Однако реальную длину нужно увеличить на 60-70 см, которая пойдёт на их стыковку, а также на свес скатов примерно 0,5-0,6 м.
Мы предлагаем профессиональный бесплатный расчет стропильной системы двухскатной крыши с помощью онлайн калькулятора сайт, визуализацией 3D и подробными чертежами. Детальные расчеты крыши и кровли, всех материалов, обрешетки, стропил, мауэрлата. Попробуйте расчет двускатной крыши прямо сейчас!
Наш онлайн калькулятор стропильной системы произведет расчет двускатной крыши:
- расчет длины стропил двускатной крыши
- количества стропил и шага
- расчет площади двухскатной крыши и угла наклона
- расчет обрешетки на крышу
- количество листовых кровельных материалов (например, профнастила, металлочерепицы, шифера)
- параметры пароизоляции и утеплителя
Для формирования расчета калькулятора двускатной крыши вам нужно измерить и ввести в соответствующие окошки следующие размеры:
Сечение (толщина x ширина) и шаг стропил зависят от угла наклона крыши, ее вида, длины стропильной ноги, максимально выдерживаемых основных нагрузок, а также от типа и веса покрытия кровли, и даже в какой-то степени от ширины утеплителя. Если не знаете, где взять стандартные параметры стропил и обрешетки, вам поможет наша статья « Оптимальное сечение, шаг обрешетки и стропильных ног в зависимости от типа кровли ».
Калькулятор выполняет расчет материалов на крышу, отталкиваясь от введенных вами размеров кровельного листа и от расчетной величины площади кровли. Количество кровельных материалов для крыши, досок и бруса для стропильной системы мы советуем покупать все же с небольшим запасом, всегда лучше сдать остатки в строительный магазин, чем доплачивать кучу денег за доставку не хватающей пары досок.
Будьте внимательны! От того, насколько точные величины вы внесете, настолько достоверно онлайн калькулятор сможет рассчитать двускатную крышу.
Упростите себе подсчеты и сэкономьте время, программа сама нарисует план стропил двускатной крыши и выведет результаты расчета двускатной крыши по введенным вами данным в виде чертежа двускатной крыши в разных углах обзора, и ее интерактивной 3d модели.
На закладке « 3 D - Просмотр » вы можете лучше разглядеть свою будущую двускатную крышу в объемном представлении. На наш взгляд, визуализация в строительстве - очень нужная возможность.
Если у вас в проекте двускатная крыша с разными скатами, вам следует произвести расчет с помощью калькулятора дважды - для каждого ската в отдельности.
1.
2.
3.
4.
Во время возведения нового дома часто возникает вопрос о количестве пиломатериалов для крыши. И этот вопрос действительно важен. Ведь различные материалы для крыши стоят совсем не дешево и если купить слишком много, то деньги просто вылетят в трубу. В то же время, если материала будет недостаточно, то это станет причиной простоя строительства и, возможно, дополнительных затрат на доставку новой партии. Именно поэтому расчет материалов для крыши является животрепещущим вопросом, от которого зависит финальный этап возведения дома.
Как известно, проектируя дом, производится предварительный расчет леса на крышу. На данном этапе работ определяется прочность конструкции, ее стойкость к климатическим условиям. Если не было проведено расчетов прочности конструкции, то крыша в итоге может получится неустойчивой к действию ветра и снега, что может привести к неотвратимым последствиям.
Что же, давайте более детально рассмотрим расчет материала на крышу дома. В предварительных подсчетах обязательно учитывают толщину и тип утеплителя, материал для создания обрешетки.
Виды крыш, материалы
Крыши могут выполняться как в классической форме, так и в совсем фантастической, но в основном это:
- классическая одно- или многоскатная;
- ломанная;
- вальмовая, полувальмовая, шатровая;
- косая;
- куполообразная;
- складчатая;
- крестообразная;
- плоская;
- сферическая;
- шпилеобразная.
На стропила воздействуют различные нагрузки - собственный вес и вес кровельного материала, ветровые нагрузки и воздействие осадков. Для обустройства стропил, обрешетки и мауэрлата используется качественный и хорошо просушенный пиломатериал из хвойных пород дерева. Именно такая древесина является наиболее устойчивой к влаге и гниению.
На стропила укладывается кровля расчет материалов и метод крепления которой зависит от выбранного типа. Это могут быть гвозди, дюбеля или специальный клей. В качестве кровли можно использовать разные материалы - алюминий, медь, ондулин, керамическую или металлическую черепица, битум, полимеры и т. д. В качестве утеплителя наиболее часто используется пенопласт и стекловата.
Как рассчитать материалы на крышу
После того, как стропила установлены на гидроизоляцию, можно приступать к укладке контробрешетки. Она предназначена для стока конденсата и циркуляции воздуха. может быть как сплошной, так и с определенным шагом. Все зависит от выбранного материала кровли и угла ее наклона. Шаг следует считать внимательно, так чтобы избежать деформаций или обрушения крыши.
Расчет пиломатериала на крышу
На расчет материала для крыши дома влияет шаг или расстояние между брусьями. Для того, чтобы определить его, необходимо предварительно (основную и второстепенную). В этом деле основной момент - это обеспечение некоторого запаса прочности для сохранения целостности крыши в экстремальных условиях (сильный снегопад, ураган).
Основной нагрузкой называют вес элементов крыши и вес кровельного пирога. Второстепенная нагрузка - это сила ветра, дождь, снег и т. д.
Расчет кровли проводят по следующей схеме:
Расчет кровельного материала для крыши и основных нагрузок лучше проводить с помощью калькулятора или программы Excel. Это поможет избежать ошибок. Также в сети Интернет можно найти различные программы-калькуляторы, которые помогают рассчитать различные характеристики крыши.
Ниже мы приведем некоторые примеры расчетов различных параметров крыши для нескольких типов материалов. Предположим, что мы уже посчитали параметры мауэрлата, также мы , уклон и высота крыши. Используя нормативную таблицу можно определить, что полная нагрузка на конструкцию крыши составит 2400 кг/м, при этом допустимая нагрузка на 1 погонный метр древесины составляет 100 кг. Таким образом, можно сделать , высчитав необходимый метраж стропил. Для этого просто делим первый показатель на второй: 2400/100 = 24 м.
Если длина одного стропила равна 3 метра, то общее их количество составит: 24/3 = 8 шт. Естественно количество пар тогда составит 8/2 = 4. Максимальный шаг рассчитывается исходя из длины крыши (в нашем случае это 4,5 м) и количества пар: 4,5/(4-1) = 1,5 м. В данной формуле мы отняли от количества пар самую первую, то есть всего выходит три промежутка между стропилами.
Для того, чтобы обеспечить крышу большей стабильностью и прочностью, стропила устанавливаются на меньший шаг. Для этого можно добавить к расчетному количеству стропил еще несколько пар так, чтобы расстояние между ними не превышало 100 см.
Расчет материалов для строительства, подробное видео:
Исходя из этого, для заполнения одного ряда необходимо использовать 6 листов металлочерепицы. Далее высчитывается количество рядов материала от конька к карнизу.
- измеряется расстояние от карниза к коньку;
- высчитываются свесы карниза;
- определяется значение вертикального нахлеста (не более 15 см).
К примеру, ширина ската составляет 4 м, а свесы равны 30 см. Таким образом, общее расстояние от нижнего края крыши до верхнего составляет 4,3 м. Стандартная длина листа металлочерепицы составляет 1 м. Значит, эффективный показатель этого параметра составит 85 см (вычитаем величину нахлеста). Делим показатель общей длины крыши на эффективную длину одного листа и получим, что для укладки необходимо использовать 4,3/0,85 = 5,05 листов. Так как округлив в нижнюю сторону у нас будет нехватка материала, то в реальности придется использовать 6 рядов.
Перемножаем показатель количества листов по вертикали и по горизонтали и получаем общее количество материала на один скат: 6*6 = 36 листов.
