Двускатная распорная стропильная система расчет. Как сделать расчет материалов для крыши

Перед строительством любого объекта следует точно представлять себе количество необходимых материалов. Знание подобной информации даст возможность рассчитать сумму средств, которые надо будет потратить на закупку материала. Существующие методики позволяют с большой точностью рассчитать требуемое количество.

Первоочередные задачи

Чтобы получить объективную цифру, в первую очередь следует понять, какова будет площадь кровли.

Основные факторы, влияющие на процесс монтажа:

• стропила и балки;
• крепежи и саморезы;
• архитектурная специфика строения;
• площадь поверхности, которую необходимо покрыть.

Современные материалы для крыши, как правило, укладываются методом «внахлест», это обстоятельство необходимо учитывать при расчете количества листов для крыши. Обычно любой строительный материал покупается с небольшим запасом, расходуемым на различные подрезки.

Мастерство строителя характеризуется в том числе и минимальным количеством материала, купленного «про запас». Реализовать эту задачу можно, если иметь полное представление, как делать точный расчет. Для этого следует знать досконально все тонкости технологии строительства дома.

Расчет кровли проводят по следующей схеме:

• по базам данных в форме таблиц определяется допустимая нагрузка на погонный метр;
• считается общий метраж;
• калькулируется количество брусьев.

Методика подсчетов для односкатной и двухскатной конструкции

С увеличением угла наклона увеличивается количество необходимого материала. При проектировании объекта следует принимать во внимание область, в которой здание будет находиться. Если в регионе выпадет много осадков, то угол наклона увеличивается, и – наоборот.

При двускатной крыше расчет проводится по формуле: tga = h/b. Где ширина пролета обозначается буквой – b, высота – h. С помощью калькулятора находится обратное значение a = arctg (h/b).

Умножение b на длину крыши дает возможность определить площадь каждого ската. Угол наклона крыши варьируется обычно от 22 до 45 градусов.

Битумная черепица

С помощью битумной черепицы можно покрывать большие площади крыши самой сложной конфигурации. При правильно поставленном деле можно достичь минимальных расходов и делать все работы своими руками.

Базовая цифра такая: одна упаковка кровельного материала, мягкой черепицы, хватает, чтобы покрыть площадь в три квадратных метра.

Эта сентенция выражается формулой: N = S х K х 3, где N – это число рулонов мягкого покрытия для кровли, S – площадь обрабатываемой поверхности в метрах квадратных, К – коэффициент сложности «ландшафта» крыши. Такая формула учитывает все нюансы, которые требуются для выполнения качественной работы по покрытию крыши. В ней принимается во внимание количество материала, который тратится на «нахлесты», а также сложность кровли самого объекта. Если все правильно рассчитать, то не надо будет тратить лишние деньги на приобретение дополнительных листов «про запас».

Ондулин

Чтобы выполнить покрытие ондулином, следует в первую очередь хорошо представлять себе геометрические размеры листов. Листы ондулина кладутся внахлест, поэтому полезная площадь сокращается с 1,65 кв. метра до 1,61 квадратного метра.

Очень важно иметь первоначальные данные, то есть четко знать какова площадь самой крыши. Эту цифру можно назвать базовой, потому что, зная ее, дальше можно будет без труда посчитать количество листов, необходимых для полноценной работы, а также с точностью определить, сколько потребуется пиломатериалов.

Металлочерепица

Самым популярным материалом для кровли является в наше время металлочерепица. Формула, которая позволяет объективно оценить количество необходимого материала не очень сложная.

Лист металл черепицы составляет по ширине 1181 мм. Расчет количества необходимых для работы листов вычисляется по формуле: N = (Lck

Следует принять во внимание, что к длине ската добавляется также размеры карниза. Не стоит забывать про «нахлесты», на них тоже расходуется определенное количество материала.

Стропила

Чтобы адекватно сделать калькуляцию по поводу количества необходимого леса, в первую очередь следует самому уметь рассчитывать ту нагрузку, которую сможет выдержать крыша.

Она складывается из трех показателей:

• вес самой кровли;
• вес снега зимой;

Исходя из параметров строения, его площади, можно будет понять:

• сечение стропильных креплений, их количество;
• какая потребуется обрешетка;
• толщина и длина досок на обрешетку.

Работа комплексная, каждый элемент этого «пазла» играет важную роль, поэтому расчеты должны быть правильные.

На стропильную систему уходит львиная доля материалов из дерева. Для правильного расчета нужно принимать во внимание ветровую нагрузку. Необходимо знать: насколько велика полезная площадь объекта, есть ли чердачные помещения и мансарды. Чем больше площадь, тем больше будет расход стройматериалов.

Каждый объект имеет неповторимую особенность. Есть крыши, в которых присутствует значительное количество вентиляционных каналов. В этом случае заметно сокращается расход пиломатериалов.

Толщина

Немаловажным фактором является общая толщина кровли, которая может создавать серьезную нагрузку на стропильную систему. Шаг стропил просчитывается по определенным таблицам, в которых принимаются во внимание все основополагающие параметры.

Допустим, на один квадратный метр приходится нагрузки 2,3 тонны. Соответственно на погонный метр нагрузка «ложится» в пределах 100 кг. Из этого следует калькуляция общей длины стропил: 2400 х 100 = 24 м.

В том случае, если длина составляет около трех метров, то тогда несложно посчитать количество стропил: 24 х 3 = 8 штук.

Пары считаются таким образом: 8 х 2 = 4 пары стропил.

Оперируя полученными данными, несложно понять шаг стропил: 4,5 х (4 пары – 1) = 1,5 метра.

Следует всегда подстраховываться. Поэтому шаг лучше уменьшить, что придаст дополнительный запас прочности: 4,5 х 5 = 0,95 м = 95 см.

Много материала уходит на мауэрлат, рассчитывается он таким образом: М = Р х V. Здесь V – объем мауэрлата, рассчитываемый по формуле: V = S х L, где S – размер балки в поперечнике, L – общая длина, Р – плотность материала.

Оперируя полученными данными, в том числе и количеством необходимых материалов, несложно составить общую картину в цифрах. Профессиональный подход в деле составления калькуляции материалов для строительства крыши резкого сокращает непродуктивные расходы по древесине.

Если чердак используется как жилая зона, то его следует утеплять. Это, в свою очередь, приводит к утяжелению общей конструкции и дополнительного давления на м2 стен.

Если чердак не эксплуатируется как жилой объект, то в этом случае утеплитель прокладывается только в районе перекрытия. В таких случаях в расчет берется средняя плотность используемых материалов, а также исходные данные проекта по строительству данного объекта.

Гидроизоляция

Точкой отсчета в вопросе по гидроизоляции является базовая цифра: девять штук рулонов на один квадратный метр крыши. Гидроизоляция калькулируется с тем расчетом, что один рулон содержит 7,6 квадратного метра материала: На нахлест берется приблизительно около двадцати сантиметров. Таким образом, по формуле: N = S х 65 можно произвести максимально точный расчет. Здесь N – число рулонов, которые требуются, S – площадь, с которой надо работать (в метрах).

Расчет точно отражает, сколько следует приобретать необходимого материала. Следует также рассчитать количество теплоизоляции. К каждой единице товара прикладывается инструкция – памятка, где указывается стандарты расхода материала на один квадратный метр. При этом обязательно следует принимать в расчет коэффициент теплопроводности, который позволяет рассчитать толщину утеплителя. Одна упаковка в среднем рассчитывается на 5,8 кв. метра.

Следует принять во внимание количество слоев, которые будут необходимы. И не менее 12% материала пойдут на припуски.

Брус с сечением 10 см и более стоит немалых денег, лучше всего сшивать доски толщиной 3 см, стоимость которых заметно дешевле. Максимальная длина стропил обычно не превышает 6 метров. Для изготовления стропил чаще всего используют просушенную древесину хвойных пород. Сырье обязательно следует обрабатывать праймером – специальным антисептиком.

Можно воспользоваться онлайн-калькулятором, чтобы просчитать необходимые для строительства параметры:

• обвязочную балку;
• длину стропил;

• обрешетку;
• общий вес всей системы;
• денежные расходы.

Во многих городах присутствуют специальные компании, которые занимаются составлением проектов по строительству и калькуляции материала. Человеку, далекому от вопросов строительства, лучше обращаться в подобные организации, или даже в несколько, чтобы гарантировать себе наиболее объективную картину.

Проектирование и грамотные расчеты элементов стропильной конструкции – залог успеха в строительстве и в последующей эксплуатации крыши. Она обязана стойко сопротивляться совокупности временных и постоянных нагрузок, при этом по минимуму утяжелять постройку.

Для производства вычислений можно воспользоваться одной из многочисленных программ, выложенных в сети, или все выполнять вручную. Однако в обоих случаях требуется четко знать, как рассчитать стропила для крыши, чтобы досконально подготовиться к строительству.

Стропильная система определяет конфигурацию и прочностные характеристики скатной крыши, выполняющей ряд значимых функций. Это ответственная ограждающая конструкция и важная составляющая архитектурного ансамбля. Потому в проектировании и расчетах стропильных ног следует избегать огрехов и постараться исключить недочеты.

Как правило, в проектных разработках рассматривается несколько вариантов, из которых выбирается оптимальное решение. Выбор наилучшего варианта вовсе не означает, что нужно составить некое число проектов, выполнить для каждого точные вычисления и в итоге предпочесть единственный.

Сам ход определения длины, монтажного уклона, сечения стропилин заключается в скрупулезном подборе формы конструкции и размеров материала для ее сооружения.

Например, в формулу вычисления несущей способности стропильной ноги первоначально вводят параметры сечения наиболее подходящего по цене материала. А если результат не соответствует техническим нормам, то увеличивают или уменьшают размеры пиломатериала, пока не добьются максимального соответствия.

Метод поиска угла наклона

У определения угла уклона скатной конструкции есть архитектурные и технические аспекты. Кроме пропорциональной конфигурации, наиболее подходящей по стилистике здания, безукоризненное решение должно учитывать:

• Показатели снеговой нагрузки. В местностях с обильным выпадением осадков возводят крыши с уклоном от 45º и более. На скатах подобной крутизны не задерживаются снежные залежи, благодаря чему ощутимо сокращается суммарная нагрузка на кровлю, стопила и постройку в целом.
• Характеристики ветровой нагрузки. В районах с порывистыми сильными ветрами, прибрежных, степных и горных областях, сооружают низко-скатные конструкции обтекаемой формы. Крутизна скатов там обычно не превышает 30º. К тому же ветра препятствуют образованию снежных залежей на крышах.
• Масса и тип кровельного покрытия. Чем больше вес и мельче элементы кровли, тем круче нужно сооружать стропильный каркас. Так надо, чтобы сократить вероятность протечек через соединения и уменьшить удельный вес покрытия, приходящийся на единицу горизонтальной проекции крыши.

Для того чтобы выбрать оптимальный угол наклона стропилин, проектом необходимо учесть все перечисленные требования. Крутизна будущей крыши обязана соответствовать климатическим условиям выбранной для строительства местности и техническим данным кровельного покрытия.

Правда владельцам собственности в северных безветренных областях следует помнить, что при увеличении угла наклона стропильных ног возрастает расход материалов. Сооружение и обустройство крыши крутизной 60 – 65º обойдется приблизительно в полтора раза дороже, чем возведение конструкции с углом в 45º.

В местностях с частыми и сильными ветрами не стоит слишком сокращать уклон в целях экономии. Излишне пологие крыши проигрывают в архитектурном отношении и не всегда способствуют снижению цифры расходов. В таких случаях чаще всего требуется усиление изоляционных слоев, что в противовес ожиданиям эконома приводит к удорожанию строительства.

Уклон стропилин выражается в градусах, в процентах или в формате безразмерных единиц, отображающих отношение половины метража пролета к высоте установки конькового прогона. Понятно, что градусами очерчивается угол между линией потолочного перекрытия и линией ската. Процентами редко пользуются из-за сложности их восприятия.

Самый распространенный метод обозначения угла наклона стропильных ног, применяемый как проектировщиками малоэтажных строений, так и строителями, это безразмерные единицы. Они в долях передают отношение длины перекрываемого пролета к высоте крыши. На объекте проще всего найти центр будущей фронтонной стенки и установит в нем вертикальную рейку с отметкой высоты конька, чем откладывать углы от края ската.

Расчет длины стропильной ноги

Длину стропилины определяют после того, как выбран угол наклона системы. Оба указанных значения нельзя отнести к числу точных величин, т.к. в процессе вычисления нагрузки как крутизна, так и следом за ней длина стропильной ноги может несколько изменяться.

К основным параметрам, влияющим на проведение расчетов длины стропил, относится тип карнизного свеса крыши, согласно чему:

1. Внешний край стропильных ног обрезается заподлицо с наружной поверхностью стены. Стропила в этой ситуации не формируют карнизный свес, защищающий конструкцию от осадков. Для защиты стен устанавливается водосток, закрепленный на прибитой к торцевому краю стропилин карнизной доске.
2. Обрезанные заподлицо со стеной стропила наращиваются кобылками для образования карнизного свеса. Кобылки крепят к стропилинам гвоздями после сооружения стропильного каркаса.
3. Стропила изначально раскраиваются с учетом длины карнизного свеса. В нижнем сегменте стропильных ног выбирают врубки в виде угла. Для формирования врубок отступают от нижнего края стропилин на ширину карнизного выноса. Врубки нужны для увеличения опорной площади стропильных ног и для устройства опорных узлов.

На стадии расчета длины стропильных ног требуется продумать варианты крепления каркаса крыши к мауэрлату, к перепускам или к верхнему венцу сруба. Если задумана установка стропилин заподлицо с внешним контуром дома, то расчет проводится по длине верхнего ребра стропилины с учетом размера зуба, если он используется для формирования нижнего соединительного узла.

Если стропильные ноги раскраиваются с учетом карнизного выноса, то длину рассчитывают по верхнему ребру стропилины вместе со свесом. Отметим, что применение треугольных врубок ощутимо ускоряет темпы возведения стропильного каркаса, но ослабляет элементы системы. Потому при расчетах несущей способности стропилин с выбранными углом врубками применяется коэффициент 0,8.

Среднестатистической шириной карнизного выноса признаны традиционные 55 см. Однако разброс может быть от 10 до 70 и больше. В расчетах используется проекция карнизного выноса на горизонтальную плоскость.

Есть зависимость от прочностных характеристик материала, на основании чего изготовитель рекомендует предельные значения. К примеру, производители шифера не советуют выносить кровлю за контур стен на расстояние свыше 10 см, чтобы накапливающаяся вдоль свеса крыши снежная масса не смогла повредить край карниза.

Крутые крыши не принято оборудовать широкими свесами, независимо от материала карнизы не делают шире 35 – 45 см. А вот конструкции с уклоном до 30º может отлично дополнить широкий карниз, который послужит своеобразным навесом в областях с избыточным солнечным освещением. В случае проектирования крыш с карнизными выносами по 70 и более см, их укрепляют дополнительными опорными стойками.

Как вычислить несущую способность

В сооружении стропильных каркасов применяются пиломатериалы, выполненные из хвойных пород древесины. Заготовленный брус либо доска должны быть не ниже второго сорта.

Стропильные ноги скатных крыш работают по принципу сжатых, изогнутых и сжато-изогнутых элементов. С задачами сопротивления сжатию и изгибу второсортная древесина превосходно справляется. Только в случае, если элемент конструкции будет работать на растяжение, требуется первый сорт.

Стропильные системы устраивают из доски или бруса, подбирают их с запасом прочности, ориентируясь на стандартные размеры выпускаемого поточно пиломатериала.

Расчеты несущей способности стропильных ног проводятся по двум состояниям, это:

• Расчетное. Состояние, при котором в результате приложенной нагрузки конструкция разрушается. Вычисления проводятся для суммарной нагрузки, которая включает вес кровельного пирога, ветровую нагрузку с учетом этажности постройки, массу снега с учетом уклона крыши.
• Нормативное. Состояние, при котором стропильная система прогибается, но разрушение системы не происходит. Эксплуатировать крышу в таком состоянии обычно нельзя, но после проведения ремонтных операций она вполне пригодна для дальнейшего использования.

В упрощенном расчетном варианте второе состояние является 70 % от первой величины. Т.е. для получения нормативных показателей расчетные значения нужно банально помножить на коэффициент 0,7.

Нагрузки, зависящие от климатических данных региона строительства, определяются по картам, приложенным к СП 20.13330.2011. Поиск нормативных значений по картам предельно прост – нужно найти место, где расположен ваш город, коттеджный поселок или другой ближайший населенный пункт, и снять показания о расчетном и нормативном значении с карты.

Усредненные сведения о снеговой и ветровой нагрузке следует скорректировать согласно архитектурной специфике дома. Например, снятое с карты значение надо распределять по скатам в соответствии с составленной для местности розы ветров. Получить распечатку с ней можно в местной метеослужбе.

С наветренной стороны постройки масса снега будет гораздо меньше, поэтому расчетный показатель умножают на 0,75. С подветренной стороны снежные залежи будут накапливаться, поэтому умножают тут на 1,25. Чаще всего чтобы унифицировать материал для строительства крыши, подветренную часть конструкции сооружают из спаренной доски, а наветренную часть устраивают стропилинами их одинарной доски.

Если неясно, какой из скатов будет с подветренной стороны, а какой наоборот, то лучше оба умножить на 1,25. Запас прочности вовсе не помешает, если не слишком сильно повысит стоимость пиломатериала.

Указанный картой расчетный вес снега еще корректируют в зависимости от крутизны крыши. Со скатов, установленный под углом 60º, снег будет сразу сползать без малейших задержек. В расчетах для таких крутых крыш поправочный коэффициент не применяют. Однако при более низком уклоне снег уже сможет задерживаться, поэтому для уклонов 50º применяется добавка в виде коэффициента 0,33, а для 40º она же, но уже 0,66.

Ветровую нагрузку определяют аналогичным образом по соответствующей карте. Корректируют значение в зависимости от климатической специфики области и от высоты дома.

Для расчета несущей способности основных элементов проектируемой стропильной системы требуется найти максимальную нагрузку на них, суммируя временные и постоянные величины. Никто же не будет усиливать крыши перед снежной зимой, хотя на даче лучше бы поставить страховочные вертикальные распорки на чердаке.

Кроме массы снега и давящей силы ветров в вычислениях необходим учет веса всех элементов кровельного пирога: установленной поверх стропилин обрешетки, самой кровли, утеплителя, внутренней подшивки, если она применялась. Весом паро- и гидроизоляционных пленок с мембранами принято пренебрегать.

Сведения о весе материалов указываются изготовителем в технических паспортах. Данные о массе бруска и доски берутся в приближении. Хотя приходящуюся на метр проекции массу обрешетки можно рассчитать, взяв за основу тот факт, что кубометр пиломатериалов весит в среднем 500 – 550 кг/м 3 , а аналогичный объем ОСП или фанеры от 600 до 650 кг/м 3 .

Приведенные в СНиПах значения нагрузок обозначены в кг/м 2 . Однако стропилина воспринимает и держит только ту нагрузку, которая непосредственно давит на этот линейный элемент. Для того чтобы сделать расчет нагрузки именно на стропила, совокупность природных табличных значений нагрузок и массы кровельного пирога умножают на шаг установки стропильных ног.

Приведенное к линейным параметрам значение нагрузки можно уменьшить или увеличить путем изменения шага – расстояния между стропилинами. Корректируя площадь сбора нагрузки, добиваются оптимальных ее значений во имя долгой службы каркаса скатной крыши.

Определение сечения стропилин

Стропильные ноги крыш различной крутизны выполняют неоднозначную работу. На стропила пологих конструкций действует в основном изгибающий момент, на аналоги крутых систем к нему добавляется еще сжимающее усилие. Потому в расчетах сечения стропил обязательно учитывается наклон скатов.

Расчеты для конструкций с уклоном до 30º

На стропильные ноги крыш указанной крутизны действует лишь изгибающее напряжение. Рассчитываются они на максимальный момент изгиба с приложением всех видов нагрузки. Причем временные, т.е. климатические нагрузки используются в вычислениях по максимальным показателям.

У стропилин, имеющих только опоры под обоими собственными краями, точка максимального изгиба будет находиться в самом центре стропильной ноги. Если стропилина уложена на три опоры и составлена из двух простых балок, то моменты максимального изгиба придутся на середины обоих пролетов.

У цельной стропилины на трех опорах максимальный изгиб будет в районе центральной опоры, но т.к. под изгибающимся участком находится опора, то направлен он будет вверх, а не так как у предыдущих случаев вниз.

Для нормальной работы стропильных ног в системе необходимо выполнить два правила:

• Внутреннее напряжение, сформированное в стропилине при изгибе в результате приложенной к ней нагрузки, обязано быть меньше расчетного значения сопротивления пиломатериала на изгиб.
• Прогиб стропильной ноги должен быть меньше нормируемого значения прогиба, который определен соотношением L/200, т.е. прогнуться элементу разрешается только на одну двухсотую долю его реальной длины.

Дальнейшие вычисления состоят в последовательном подборе размеров стропильной ноги, которые в результате удовлетворят указанным условиям. Для вычисления сечения имеются две формулы. Одна из них используется для определения высоты доски или бруса по произвольно заданной толщине. Вторая формула применяется для расчета толщины по произвольно заданной высоте.

В вычислениях необязательно пользоваться обеими формулами, достаточно применить только одну. Полученный в итоге расчетов результат проверяют по первому и второму предельному состоянию. Если расчетная величина получился с внушительным запасом по прочности, вводимый в формулу произвольный показатель можно уменьшить, чтобы не переплачивать за материал.

Если расчетная величина момента изгиба получится больше, чем L/200, то произвольное значение увеличивают. Подбор проводится в соответствии со стандартными размерами имеющихся в продаже пиломатериалов. Так подбирают сечение до того момента, пока не будет подсчитан и получен оптимальный вариант.

Рассмотрим простой пример вычислений по формуле b = 6Wh². Предположим, h = 15 см, а W это отношение M/R изг. Величину М вычислим по формуле g×L 2 /8, где g – суммарная нагрузка, вертикально направленная на стропильную ногу, а L – это длина пролета, равная 4 м.

R изг для пиломатериалов из хвойных пород принимаем в соответствии с техническим нормами 130 кг/см 2 . Допустим, суммарную нагрузку мы рассчитали заранее, и она у нас получилась равной 345 кг/м. Тогда:

M = 345 кг/м × 16м 2 /8 = 690 кг/м

Чтобы перевести в кг/см делим результат на 100, получаем 0,690 кг/см.

W = 0,690 кг/см/130 кг/см 2 = 0,00531 см

B = 6 × 0,00531 см × 15 2 см = 7,16 см

Округляем результат как положено в большую сторону и получаем, что для устройства стропил с учетом приведенной в примере нагрузки потребуется брус 150×75 мм.

Проверяем результат по обоим состояниям и убеждаемся в том, что нам подходит материал с рассчитанным сейчас сечением. σ = 0,0036; f = 1,39

Для стропильных систем с уклоном свыше 30º

Стропила крыш крутизной более 30º вынуждены сопротивляться не только изгибу, но и силе сжимающей их вдоль собственной оси. В этом случае помимо проверки по описанному выше сопротивлению на изгиб и по величине изгиба нужно рассчитывать стропилины по внутреннему напряжению.

Т.е. действия выполняются в аналогичном порядке, но проверочных расчетов несколько больше. Точно также задается произвольная высота или произвольная толщина пиломатериала, с ее помощью рассчитывается второй параметр сечения, а затем проводится проверка на соответствие вышеперечисленным трем техническим условиям, включая сопротивление сжатию.

При необходимости в усилении несущей способности стропилины вводимые в формулы произвольные значения увеличивают. Если запас прочности достаточно большой и нормативный прогиб ощутимо превышает вычисленное значение, то есть смысл еще раз выполнить расчеты, уменьшив высоту или толщину материала.

Подобрать первоначальные данные для производства расчетов поможет таблица, в которой сведены общепринятые размеры выпускаемых у нас пиломатериалов. Она поможет подобрать сечение и длину стропильных ног для первоначальных вычислений.

Видео о проведении расчетов стропилин

Ролик наглядно демонстрирует принцип выполнения расчетов для элементов стропильной системы:

Выполнение расчетов несущей способности и угла установки стропил – важная часть проектирования каркаса крыши. Процесс непростой, но разобраться в нем необходимо и тем, кто производит расчеты вручную, и тем, кто пользуется расчетной программой. Нужно знать, где брать табличные величины и что дают расчетные значения.

-> Расчёт стропильной системы

Основным элементом крыши, воспринимающим и противостоящим всем видам нагрузок, является стропильная система . Поэтому для того чтобы ваша крыша надёжно противостояла всем воздействиям окружающей среды, очень важно сделать правильный расчёт стропильной системы.

Для самостоятельного расчёта характеристик материалов, необходимых для монтажа стропильной системы, я привожу упрощённые формулы расчёта . Упрощения сделаны в сторону увеличения прочности конструкции. Это вызовет некоторое увеличение расхода пиломатериалов, однако на небольших крышах индивидуальных строений оно будет несущественным. Данными формулами можно пользоваться при расчёте двухскатных чердачных и мансардных, а также односкатных крыш.

На основе приведенной ниже методики расчёта, программист Андрей Мутовкин (визитка Андрея - мутовкин.рф) для собственных нужд разработал Программу расчёта стропильной системы . По моей просьбе он великодушно разрешил разместить её на сайте. Скачать программу можно .

Методика расчёта составлена на основе СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия», с учётом «Изменений...» от 2008г, а также на основе формул, приведенных в других источниках. Эту методику я разработал много лет назад, и время подтвердило её правильность.

Для расчёта стропильной системы, прежде всего, необходимо вычислить все нагрузки, действующие на крышу.

I. Нагрузки, действующие на крышу.

1. Снеговые нагрузки.

2. Ветровые нагрузки.

На стропильную систему, кроме вышеперечисленных, также действуют нагрузка от элементов крыши:

3. Вес кровли.

4. Вес чернового настила и обрешётки.

5. Вес утеплителя (в случае утеплённой мансарды).

6. Вес самой стропильной системы.

Рассмотрим все эти нагрузки подробнее.

1. Снеговые нагрузки.

Для расчёта снеговой нагрузки воспользуемся формулой:

Где,
S - искомая величина снеговой нагрузки, кг/м²
µ - коэффициент, зависящий от уклона крыши.
Sg - нормативная снеговая нагрузка, кг/м².

µ - коэффициент, зависящий от уклона крыши α . Безразмерная величина.

Примерно определить угол уклона крыши α можно по результату деления высоты Н на половину пролёта - L .
Результаты сведены в таблицу:

Тогда, если α меньше или равно 30°, µ = 1 ;

если α больше или равно 60°, µ = 0 ;

если 30° вычисляем по формуле:

µ = 0,033·(60-α);

Sg - нормативная снеговая нагрузка, кг/м².
Для России принимается по карте 1 обязательного приложения 5 СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия»

Для Белоруссии нормативная снеговая нагрузка Sg определяется
Техническим кодексом УСТАНОВИВШЕЙСЯ ПРАКТИКИ Еврокод 1. ВОЗДЕЙСТВИЯ НА КОНСТРУКЦИИ Часть 1-3. Общие воздействия. Снеговые нагрузки. ТКП EN1991-1-3-2009 (02250).

Например,

Брест (I) - 120 кг/м²,
Гродно (II) - 140 кг/м²,
Минск (III) - 160 кг/м²,
Витебск (IV) - 180 кг/м².

Найти максимально возможную снеговую нагрузку на крышу высотой 2,5 м и длинной пролёта 7м.
Строение находится в дер. Бабенки Ивановской обл. РФ.

По карте 1 обязательного приложения 5 СНиП 2.01.07-85 "Нагрузки и воздействия" определяем Sg - нормативную снеговую нагрузку для города Иваново (IV район):
Sg=240 кг/м²

Определяем угол уклона крыши α .
Для этого высоту крыши (H) разделим на половину пролёта (L): 2,5/3,5=0,714
и по таблице найдём угол уклона α=36°.

Так как 30° , расчёт µ произведём по формуле µ = 0,033·(60-α) .
Подставляя значение α=36° , находим: µ = 0,033·(60-36)= 0,79

Тогда S=Sg·µ =240·0,79=189кг/м²;

максимально возможная снеговая нагрузка на нашу крышу составит 189кг/м².

2. Ветровые нагрузки.

Если крыша крутая (α > 30°) , то из-за её парусности ветер давит на один из скатов и стремится её опрокинуть.

Если крыша пологая (α , то подъёмная аэродинамическая сила, возникающая при огибании её ветром, а также турбулентности под свесами стремятся эту крышу приподнять.

Согласно СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия» (в Белоруссии - Еврокод 1 ВОЗДЕЙСТВИЯ НА КОНСТРУКЦИИ Часть 1-4. Общие воздействия. Ветровые воздействия), нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки Wm на высоте Z над поверхностью земли следует определять по формуле:

Где,
Wo - нормативное значение ветрового давления.
K - коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте.
C - аэродинамический коэффициент.

K - коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте. Его значения, в зависимости от высоты здания и характера местности, сведены в Таблицу 3.

C - аэродинамический коэффициент,
который в зависимости от конфигурации здания и крыши может принимать значения от минус 1,8 (крыша поднимается) до плюс 0,8 (ветер давит на крышу). Так как расчёт у нас - упрощённый в сторону увеличения прочности, то значение C принимаем равным 0,8.

При строительстве крыши необходимо помнить, что ветровые силы, стремящиеся приподнять или сорвать крышу, могут достигать значительных величин, и, поэтому, низ каждой стропильной ноги необходимо хорошенько прикреплять к стенам или к матицам.

Делается это любыми способами, например, при помощи отожжённой (для мягкости) стальной проволокой диаметром 5 - 6мм. Этой проволокой каждая стропильная нога прикручиваются к матицам либо к ушкам плит перекрытия. Очевидно, что чем крыша тяжелее, тем лучше!

Определить среднюю ветровую нагрузку на крышу одноэтажного дома c высотой конька от земли - 6м. , углом уклона α=36° в деревне Бабенки Ивановской обл. РФ.

По карте 3 приложения 5 в « СНиП 2.01.07-85» находим, что Ивановская область относится ко второму ветровому району Wo= 30 кг/м²

Так как все строения в посёлке ниже 10м., коэффициент K= 1.0

Значение аэродинамического коэффициента C принимаем равным 0,8

нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки Wm= 30·1,0·0,8 = 24кг/м².

Для информации: если ветер дует в торец данной крыши, то на её край действует поднимающая (срывающая) сила до 33,6кг/м²

3. Вес кровли.

Различные виды кровли имеют следующий вес:

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;

4. Вес чернового настила, обрешётки и стропильной системы.

Вес чернового настила 18 - 20 кг/м²;
Вес обрешётки 8 - 10 кг/м²;
Вес собственно стропильной системы 15 - 20 кг/м²;

При расчёте окончательной нагрузки на стропильную систему, все вышеперечисленные нагрузки суммируются.

А теперь открою вам маленький секрет. Продавцы некоторых видов кровельных материалов в качестве одного из положительных свойств отмечают их лёгкость, что по их заверениям, приведёт к значительной экономии пиломатериалов при изготовлении стропильной системы.

В качестве опровержения данного утверждения приведу следующий пример.

Расчёт нагрузки на стропильную систему при использовании различных кровельных материалов.

Посчитаем нагрузку на стропильную систему при использовании самого тяжёлого (Цементно-песчаная черепица
50 кг/м² ) и самого лёгкого (Металлочерепица 5 кг/м² ) кровельного материала для нашего домика в деревне Бабенки Ивановской обл. РФ.

Цементно-песчаная черепица:

Ветровые нагрузки - 24кг/м²
Вес кровли - 50 кг/м²
Вес обрешётки - 20 кг/м²

Итого - 303 кг/м²

Металлочерепица:
Снеговые нагрузки - 189кг/м²
Ветровые нагрузки - 24кг/м²
Вес кровли - 5 кг/м²
Вес обрешётки - 20 кг/м²
Вес самой стропильной системы - 20 кг/м²
Итого - 258 кг/м²

Очевидно, что имеющаяся разница в расчётных нагрузках (всего около 15%) не сможет привести к какой-либо ощутимой экономии пиломатериалов.

Итак, с расчётом суммарной нагрузки Q , действующей на квадратный метр крыши мы разобрались!

Особо обращаю ваше внимание: при расчётах внимательно следите за размерностью!!!

II. Расчёт стропильной системы.

Стропильная система состоит из отдельных стропил (стропильных ног), поэтому расчёт сводится к определению нагрузки на каждую стропильную ногу в отдельности и расчёту сечения отдельной стропильной ноги.

1. Находим распределённую нагрузку на погонный метр каждой стропильной ноги.

Где
Qr - распределённая нагрузка на погонный метр стропильной ноги - кг/м ,
A - расстояние между стропилами (шаг стропил) - м ,
Q - суммарная нагрузка, действующая на квадратный метр крыши - кг/м² .

2. Определяем в стропильной ноге рабочий участок максимальной длины Lmax.

3. Рассчитываем минимальное сечение материала стропильной ноги.

При выборе материала для стропил руководствуемся таблицей стандартных размеров пиломатериалов (ГОСТ 24454-80 Пиломатериалы хвойных пород. Размеры), которые сведены в Таблицу 4.

Таблица 4. Номинальные размеры толщины и ширины, мм

Толщина доски - ширина сечения (В)	Ширина доски - высота сечения (Н)
16	75	100	125	150
19	75	100	125	150	175
22	75	100	125	150	175	200	225
25	75	100	125	150	175	200	225	250	275
32	75	100	125	150	175	200	225	250	275
40	75	100	125	150	175	200	225	250	275
44	75	100	125	150	175	200	225	250	275
50	75	100	125	150	175	200	225	250	275
60	75	100	125	150	175	200	225	250	275
75	75	100	125	150	175	200	225	250	275
100		100	125	150	175	200	225	250	275
125			125	150	175	200	225	250
150				150	175	200	225	250
175					175	200	225	250
200						200	225	250
250								250

А. Рассчитываем сечение стропильной ноги.

Задаём произвольно ширину сечения в соответствии со стандартными размерами, а высоту сечения определяем по формуле:

H ≥ 8,6·Lmax·sqrt(Qr/(B·Rизг)), если уклон крыши α

H ≥ 9,5·Lmax·sqrt(Qr/(B·Rизг)), если уклон крыши α > 30°.

H - высота сечения см ,


B - ширина сечения см ,
Rизг - сопротивление древесины на изгиб, кг/см².
Для сосны и ели Rизг равен:
1 сорт - 140 кг/см²;
2 сорт - 130 кг/см²;
3 сорт - 85 кг/см²;
sqrt - квадратный корень

Б. Проверяем, укладывается ли величина прогиба в норматив.

Нормируемый прогиб материала под нагрузкой для всех элементов крыши не должен превышать величины L/200 . Где, L - длина рабочего участка.

Это условие выполняется при верности следующего неравенства:

3,125·Qr·(Lmax)³/(B·H³) ≤ 1

Где,
Qr - распределённая нагрузка на погонный метр стропильной ноги - кг/м ,
Lmax - рабочий участок стропильной ноги максимальной длинны м ,
B - ширина сечения см ,
H - высота сечения см ,

Если неравенство не соблюдается, то увеличиваем B или H .

Условие:
Угол уклона крыши α = 36° ;
Шаг стропил A= 0,8 м ;
Рабочий участок стропильной ноги максимальной длинны Lmax = 2,8 м ;
Материал - сосна 1 сорт (Rизг = 140 кг/см² );
Кровля - цементно-песчаная черепица (Вес кровли - 50 кг/м² ).

Как было подсчитано , суммарная нагрузка, действующая на квадратный метр крыши равна Q = 303 кг/м².
1. Находим распределённую нагрузку на погонный метр каждой стропильной ноги Qr=A·Q;
Qr=0,8·303=242 кг/м;

2. Выберем толщину доски для стропил - 5см.
Рассчитаем сечение стропильной ноги при ширине сечения 5см.

Тогда, H ≥ 9,5·Lmax·sqrt(Qr/B·Rизг) , так как уклон крыши α > 30° :
H ≥ 9,5·2,8·sqrt(242/5·140)
H ≥15,6 см;

Из таблицы стандартных размеров пиломатериалов выбираем доску с ближайшим сечением:
ширина - 5 см, высота - 17,5 см.

3. Проверяем, укладывается ли величина прогиба в норматив. Для этого должно соблюдаться неравенство:
3,125·Qr·(Lmax)³/B·H³ ≤ 1
Подставляя значения, имеем: 3,125·242·(2,8)³ / 5·(17,5)³= 0,61
Значение 0,61 , значит сечение материала стропил выбрано правильно.

Сечение стропил, установленных с шагом 0,8м, для крыши нашего домика составит: ширина - 5 см, высота - 17,5 см.

Кровля является одним из основных элементов крыши, которая принимает на себя все удары, поступающие с атмосферы.

Главная функция заключается в отводе воды и рассредоточения нагрузки на верхушку здания после выпадения снега.

Качественная кровля ценится за длительную эксплуатацию и приятный внешний вид.

Расчет крыши онлайн (калькулятор с чертежами) — поможет вам произвести надежный расчет количества кровельного покрытия, стропил и обрешетки.

В строительстве различают несколько видов покрытий , которые в свою очередь делят еще на подвиды. К самым распространенным поверхностям зданий относят плоскую (бывает эксплуатируемой и неэксплуатируемой) и чердачную (сюда входит целая группа кровель: , конические и другие). Без сомнения, когда речь идет о выборе вида крыши, актуальным становится дальнейшее определение поверхностного материала.

Среди популярнейших типов упоминают:

• , алюминиевый фальц и другие металлические кровли;
• сланцевое покрытие;
• крыша, созданная на основе природных материалов.

Кровельные материалы

В состав стропильной системы входит множество строительных «запчастей», но главными в этом широком списке являются:

• скаты (наклонные плоскости),
• обрешетка,
• стропила,
• брус мауэрлат.

Кроме того, определенную роль в процессе укрытия и дальнейшего функционирования крова занимает , желоб, аэратор, труба для водоотвода и другие.

Стропильная система представляется в виде несущей системы , в основе которой наклонные стропильные ноги, вертикальные стойки, а также наклонные подкосы. В некоторых случаях возникает необходимость использования подстропильных балок, которыми «свяжут» стропильные ноги. Различают стропила висячие и наслонные . В первой группе отдельно выделяют фермы со шпалами.

Устройство кровли

Следующих слоем в конструкции мансардной крыши служит обрешетка , которая настилают поверх ног стропильной системы. Таким образом появляется некий фундамент для кровельного настила, а также существенно расширяется пространственная составляющая стрехи. Чаще всего данный элемент изготавливают либо из дерева, либо из металла.

Своей ниши ответственности придерживается и мауэрлат. Он выполняет функцию опора для стропил по краям , а укладывают его на наружную стену по периметру. Брус обычно является пиломатериалом (тобишь сделанный из древесины), но вполне разумно, если в случае наличия специального каркаса из металла будет применяться аналогичное содержимое для подготовки мауэрлата.

Расчет кровли онлайн калькулятор

Как рассчитать крышу дома и как рассчитать материал на крышу быстро и без ошибок? В этой вам может специально разработанный сервис — строительный калькулятор для расчета кровли частного дома. Калькулятор рассчитывает количество , вес, и многое другое.

Обозначения полей калькулятора

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

Расшифровка полей калькулятора

Нагрузки, воздействующие на крышу

Вероятно, что когда дело доходит до выбора типа крыши и кровли, следует руководствоваться не только визуальными требованиями. В первую очередь необходимо уделить внимание изучению вопроса нагрузки на вальму.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!

На кровлю влияют не только осадки и их объемы - температурная нестабильность и всевозможные причины физико-механического происхождения также оказывают серьезное давление на поверхность.

Причин и источников воздействия много, но ведущими является снег и ветер. Что уж говорить, если строительные нормы требуют в обязательном порядке высчитывания на будущий навес. Расчет имеет ярко выраженную индивидуальность в виду различий объемов снегового покрова, который выпадает в том или ином регионе.

Ветровая нагрузка не такая уж безобидная, как может показаться на первый взгляд. В некоторых случаях приходится говорить и о нагрузке из-за веса одного из элементов вальмы. Чаще всего в роли утяжелителя выступает обрешетка или кровля.

Актуальным вопрос нагрузки предстает перед теми, кто собирается использовать чердачное помещение круглогодично . В таком случае необходимо масштабное утепление (скаты, боковые стены и др.), что приводит к существенному увеличению силы давления на поверхность стен. Когда же чердак не планируют переводить в жилое помещение, тогда утеплять нужно одно лишь перекрытие.

Несущая конструкция стрехи также может оказывать ощутимую нагрузку собственным весом. В сложившейся ситуации показатели нагрузки определяют принимая во внимание усредненную плотность материалов и проектные значения параметров конструктивного и геометрического характера.

Все вышеперечисленные факторы воздействия не так просты в анализе, но к счастью, уже давно разработаны все необходимые СНиПы , к нормам которых можно обратиться в любой момент.

Расчет площади покрытия

Неминуем в любом проектирования навеса. Если поверхность дома будет отображена в односкатной плоскостью, тогда Вам крупно повезло с вычислениями.

В подобных условиях измерьте длину и ширину сооружения, сложите показатели условных свесов и затем два результата умножьте один на другой.

Когда же дело касается кровли, тогда следует использовать в расчете еще несколько позиций, среди которых угол наклона того или иного элемента. Прежде всего, рекомендуем все емкие детали покрытия разделить на определенные части (к примеру на треугольники).

В случае с двускатной поверхностью, следует умножить площадь каждой наклонности по отдельности на косинус наклонного угла. Наклонный угол - это цифра, взятая с пересечения ската и перекрытия. Что касается измерения длины одной наклонной, то упомянутый параметр следует фиксировать на имеющемся расстоянии от конька до края карниза.

Расчет площади кровли

Следовательно, алгоритм решения во всех проектах, в которых используются скатные стрехи - аналогичен. По завершению отмеченных действий, для того чтобы узнать площадь домового купола Вам понадобится просуммировать полученные результаты.

На стройскладах и в соответствующих магазинах могут продавать скаты с формой неправильного многоугольника. В таком случае вспомните совет, который уже звучал в материале - разделите плоскость на одинаковые геометрические фигуры и после окончания расчетов просто прибавьте их между собой.

Расчет количества материалов для кровли на примере металлочерепицы

Металлочерепицу следует начать рассматривать с угла наклона, о котором уже вспоминали в предыдущем пункте. Если говорить о крайностях, то есть все теоретические основания говорить об интервале 11-70 градусов . Вот только практика, как известно, вносит свои коррективы и не всегда они совпадают с теорией.

Специалисты утверждают, что 45 градусов - это оптимальный угол наклона.

Тем более, если речь идет о крыше дома, которая находится в местности с минимальным количеством осадков, что не требует значительных наклонов. Если же снег является довольно частым гостем, тогда 45 градусов окажется самым оптимальным вариантов, вот только из-за повышения ветрового давления нужно будет укрепить обрешетку и стропильную систему. К тому же, чем больше наклон, тем больше материала уйдет на стреху.

Рассмотрим алгоритм вычисления на примере двускатной крыши:

1. Пускай наклонный угол будет выражен буквой А, а ½ покрываемого пролета - В, высота будет Н.
2. Вводим действие по нахождению тангенса, которое решается путем деления Н на В. Упомянутые величины мы знаем, поэтому используя таблицу Брадиса находим значение угла наклона А через арктангенс (Н/В).
3. Лучше для решения столь серьезных действий применить калькулятор, способный вычислять обратные тригонометрические функции. Затем умножив В на длину покрытия найдем площадь каждой наклонности.

Касательно расходов материала, то к подобным расчетам обращаются уже на завершающей стадии проектирования. Для начала необходимо рассчитать площадь поверхности, которую будут настилать и непосредственно размеры кровельного материала. В качестве примера приведем металлочерепицу.

Площадь крыши

Итак, параметр реальной ширины равен 1180 мм, эффективной - 1100 мм. Теперь переходим к вычислению длины покрытия дома, о котором мы уже рассказывали. Поскольку разбираем выдуманный расчет в качестве примера, пусть упомянутый показатель будет равен 6 метрам.

Это число делим на эффективную ширину и получаем 5,45. Решение действия отображает количество нужных листов и поскольку число вышло не целым, по понятным причинам округляем в сторону увеличения.

Таким образом, нам понадобится 6 листов металлочерепицы для настила одного ряда по длине стрехи. Переходим к расчету количества листов по вертикали.

Для измерения вертикального ряда следует учитывать размер нахлеста (обычно принимают в значении 140-150 мм), расстояние между коньком и карнизом, а также длину карнизного свеса.

Пусть расстояние составит 4 метра, а свес - 30 см. Совершив несложное приплюсование получим размер 4,3 метра. Возьмем условную длину листа металлочерепицы в качестве 1 метра. С учетом нахлеста эффективная длина одной кровельной единицы составит 0,85 м.

После этого результат 4,3 м поделим на эффективную длину и на исходе получим 5,05 листа. В таком небольшом отклонении от целого числа советуем округлить на уменьшение.

Расчет паро- и гидроизоляции

— и считается очень просто. Для этого нужно просто покрываемую площадь поделить на аналогичный параметр кровельного настила. К примеру, речь идет о двускатном навесе.

Условно берем длину ската 5 метров, а ширину 4 м. Следовательно площадь одной единицы равна 20 кв. м, а общий показатель для двух скатов составит 40 кв. м. Паро- и гидроизоляционный материал принято считать по рулонам.

Полезное видео

Видео инструкция по расчету крыши:

Крыша – это не только защита дома от внешней среды, но и некий элемент декора, придающий сооружению законченный вид. Именно поэтому застройщики сооружают сегодня самые необычные кровли со сложными конструкциями стропильных систем.

Система стропил является важнейшим элементом обустройства любой кровли. На нее приходится вес покрытия и атмосферных осадков. Поэтому правильное выполнение такой системы с учетом всех правил строительного искусства – это гарантия надежности и долговечности крыши. Очень важно правильно определить длину стропил и других элементов конструкции. При этом нужно учитывать такие климатические особенности, как:

• толщина снега;
• объем летних осадков;
• сила ветра.

Любая конструкция такого рода выполняется в виде соединенных между собой элементов, строго соответствующих произведенным ранее расчетам. В составе этой системы можно выделить следующие элементы:

• накосные ноги, которые еще называют стропильными;
• упоры, шпренгели и другие крепежные детали, которые придают конструкции необходимой жесткости;
• стойки вертикального типа;
• нарожники.

Обратите внимание! Нужно с особой ответственностью отнестись к расчету длины стропил – любая, пусть и незначительная ошибка может привести к деформации геометрии крыши и, соответственно, ее обрушению.

Если вы не разбираетесь в особенностях кровельной конструкции, то лучше обратитесь к квалифицированны м специалистам. Для самостоятельного расчета исп ользуйте специальные калькуляторы и таблицы – это поможет вам избежать ошибок.

Стропильные системы делятся на две группы в зависимости от используемого материала:

• деревянные конструкции;
• конструкции из металла.

Существуют еще Ж/Б стропильные системы, но их используют преимущественно в промышленных зданиях. В любом случае, будь стропила металлическими, деревянными или бетонными, они обязательно должны прочно крепиться к стенам дома.

Зачастую для сооружения стропил в загородных домах используют древесину, преимущественно хвойных пород. По сравнению с металлом, дерево легче обрабатывать и устанавливать. Более того, если даже при расчетах произошла ошибка, то деревянные детали легко заменить.

До того как приступить к расчетам, сначала измерьте ширину дома. Дело в том, что хотя небольшие накосные ноги и не нуждаются в дополнительном наращивании, но в отдельных случаях особая геометрия кровли требует усиления стропил, даже если дом незначительных размеров.

По особенностям конструкции стропила делятся на:

• наклонные;
• висячие.

В строительстве загородных домов чаще используются наклонные стропила, но нередко строители совмещают и те и другие. Как уже говорилось, может потребоваться наращивание накосных ног. Это зависит от кровельного материала, используемого при строительстве. Так, шифер или керамическую черепицу ввиду большого веса можно устанавливать лишь на стропильную систему повышенной прочности.

Сечение досок, используемых при сооружении стропил, может быть 20х6 см либо 15х5 см. Но если конструкция усиливается, то можете подобрать брус с б о льшим сечением (есть и другой способ усиления – путем сращивания досок).

А теперь – непосредственно к расчетам.

Что нужно учесть при расчете стропил

Сначала определим основополагающие моменты.

1. Вид и форма кровли непосредственно влияют на функциональные особенности стропильной системы. Дело в том, что расчеты для шатровой и двускатной крыш будут отличаться между собой, ведь проводить их нужно по разным методикам. Более того, несимметричные кровли (к примеру, ломаные) нуждаются в дополнительных стабилизационных элементах – ригелях, шпалах, подкосах и проч.
2. Очень важны при расчетах и будущие нагрузки на конструкцию, преимущественно снеговые и ветровые. К примеру, в заснеженных регионах страны достаточно трудно соорудить кровлю со скатом менее 45°, а если увеличить наклон или высоту конструкции, то увеличится ветровая нагрузка. Словом, нужно определить ту самую «золотую середину», но не в ущерб привлекательност и. Очень часто такую проблему могут решить лишь истинные мастера.
3. Еще одним важным моментом при расчете является материал покрытия. Многие из этих материалов нуждаются в определенных условиях. Так, гибкая черепица укладывается исключительно на сплошную поверхность (в крайнем случае – частую обрешетку). Керамическая черепица нуждается в усиленном каркасе.
4. Размер и площадь – вот основные показатели, влияющие на выбор того или иного типа кровли. Если площадь большая, то увеличивается шаг стропил и, соответственно, расстояние между ними. Из-за этого сечение используемого бруса увеличивается.

Обратите внимание! Дистанция между несущими стенами называется прогоном. С увеличением прогона растет количество изменений в конструкции, в частности, число стабилизирующих и усиливающих элементов.

Теперь, ознакомившись с отправными точками, можете брать бумагу, линейку и карандаш и приступать к расчетам.

Первый этап. Вес кровельного пирога

Для начала определите, сколько будет весить сама кровля. Это очень важно, ведь стропильная система должна достаточно долго выдерживать этот вес. Его очень легко вычислить: узнайте вес квадратного метра каждого из слоев, суммируйте полученные данные и добавьте поправочные 10%.

Вот пример таких расчетов.

1. Квадратный метр обрешетки весит 15 кг.
2. Кровельным покрытием будет, скажем, ондулин с весом 3,5 кг.
3. Метр квадратный битумной гидроизоляции весит еще 6 кг.
4. Вес 10-сантиметровог о слоя минеральной ваты составляет примерно 10 кг на квадратный метр.

Посмотрим, что получается.

15 + 3,5 + 6 + 10 = 34,5 кг.

Добавляем поправочные 10%, получается 37,95 кг. Именно эта цифра является показателем веса кровельного пирога.

Обратите внимание! В большинстве случаев этот вес не превышает 50 кг, но опытные специалисты уверены, что при расчетах нужно основываться именно на этом значении – «на запас».

Выходит, что вес кровельного пирога должен составлять 50 + 10% = 55 кг/м².

Очень важно учесть и снеговую нагрузку, ведь снег может скапливаться на крыше в достаточно большом количестве. Используйте для определения этой нагрузки специальную формулу:

µ х S ᶢ = S , где

S в данном случае – это нагрузка снега, которую вам нужно рассчитать;

µ – поправка, зависящая от наклона ската;

У плоской крыши, наклон которой не превышает 25°, поправка будет равняться единице; если наклон ската больше 25°, но не превышает 60°, то поправка составит 0,7. Если будет сооружаться очень крутая кровля, то снеговые нагрузки для нее можно не рассчитывать вовсе.

S ᶢ – это вес квадратного метра снегового покрова. Этот показатель зависит от климатических особенностей конкретного региона, узнать о нем можно в СНиПе.

Пример расчетов

Допустим, наклон кровли будет составлять 25°, а масса снега – 200 кгс/м².

0,7 х 200 = 140 кгс/м²

Это планируемая нагрузка снега на стропильную систему.

Для расчета нагрузки ветра на стропила используйте приведенную ниже формулу.

K x Wᵒ = W , где

Wᵒ в данном случае является нормативным показателем, который вы должны определить по таблице (все зависит от того, в каком регионе вы живете);

К – это поправка, которая учитывает высоту дома и тип местности.

Таблица 1. Ветровые нагрузки в России

Таблица 2. Нормативы поправочного коэффициента.

Высота дома, м
	0,75
		0,65
	1,25	0,85

В данном случае А – это открытые местности, а В – местности, равномерно покрытые препятствиями.

Пример расчетов

Допустим, вы желаете построить дом пятиметровой высоты в Московской области. Это регион располагается в I ветровом районе, поэтому нагрузка ветра здесь составляет 25 кгс/м². Поправка – 0,5. Посмотрим, что получается:

0,5 х 23 = 11,5 кгс/м²

Четвертый этап. Расчет шага и длины стропил

Для расчета длины стропил можете вспомнить геометрию в школе, а именно знаменитую теорему Пифагора. Ведь стропильная конструкция – это, по сути, прямоугольный треугольник и измерить его диагональ очень просто. Но не забывайте учитывать при расчетах:

• прочность брусьев;
• возможность деформации – какую нагрузку сможет выдержать система не ломаясь.

Обратите внимание! Как гласит ГОСТ, стропила не должны прогибаться больше, чем на 1/250 часть своей длины. К примеру, если длина стропил составляет 5м, то умножьте это числ о на 0,004 – так вы получите предельный прогиб, а именно 2 см.

Для расчета сечения используйте приведенную ниже таблицу.

Таблица 3. Расчет сечения стропильной системы

Длина стропил, м	Дистанция между стропилами, м	Требуемое сечение бруса, см
Менее 3		8х10
Менее 3		9х10
Менее 4		8х16
Менее 4		8х18
Менее 4		9х18
Менее 6		8х20
Менее 6		10х20

Пример расчетов

Допустим, длина стропила составляет 4 м. Из таблицы видим, что для такой длины доступны три варианта сечения, в зависимости от шага стропил. Если этот шаг составляет, к примеру, 14 м, то для работы потребуется брус с сечением 8х18 см.

Основные требования к материалу

Согласно ГОСТу, древесина должна соответствовать следующим требованиям:

• ее влажность не должна превышать 18%;
• количество сучков не должно превышать три штуки на погонный метр бруса;
• несквозные трещины могут быть, но их длина не должна превышать половину общей длины;
• древесина должна быть обработанной антисептиком, антипиреном и средством биологической защиты.

Кроме того, при покупке брусьев обращайте внимание на:

• фирму-изготовите ля;
• дату изготовления;
• название изделий, стандарт;
• качество выполнения отдельных деталей;
• размеры и влажность изделий;
• породу дерева.

Специальные компьютерные программы

Судя по всему сказанному выше, для расчетов стропил нужно обладать не только достаточным запасом знаний, но и навыками черчения и рисования. Разумеется, не каждый из нас может всем этим похвастаться.

К счастью, сегодня существует немало компьютерных утилит, предназначенных для облегчения расчетов. Есть среди них профессиональные, такие, к примеру, как «Автокад», но можно отыскать и более простые варианты. Так, в программе «Аркон» можно запросто создавать различные проекты, а также наглядно увидеть, как будет выглядеть будущая крыша.

Обратите внимание! В таких утилитах есть и расчетный калькулятор, о котором говорилось ранее. С его помощью можно с предельной точностью рассчитать длину, шаг и сечение стропил.

Такие калькуляторы есть и в онлайн-режиме, но все данные, которые можно получить с их помощью, носят рекомендационный характер и не заменят полноценного составления проекта.

В качестве заключения

Одним из важнейших этапов сооружения крыши является расчет стропильной системы. Разумеется, это дело лучше доверить профессионалам, но предварительные замеры можно произвести и своими силами – это поможет вам разобраться в готовом чертеже.

Видео – Установка стропил