Стропила расчет и виды крыш

Стропила крыши.

Одной из неотъемлемых частей крыши являются стропила. Вся стропильная конструкция служит основой скатной крыши. Балки перекрытия и стропила должны выдерживать массу кровельного покрытия и легко выдерживать снеговую и ветровую нагрузку.

В основном большинство элементов стропильной системы изготавливаются из дерева, влажность которых составляет до 20 процентов.

Эта статья поможет правильно произвести расчет для системы стропила и пояснит все тонкости монтажных работ.

Расчет стропильной системы.

Стропила по сути своей являются несущей конструкцией крыши скатного типа. Они выполнены из стропильных ног, расположенных под определенным уклоном, а также вертикальных и наклонных подкосов.

Нагрузки на стропильную систему могут быть постоянными и временными. К первым относят всю массу кровельной конструкции. Ко вторым относят такие явления, как выход на крышу людей, ветровая и снежная нагрузки или сейсмические воздействия.

Показатели нагрузки на кровельную систему необходимо рассчитывать следующим образом:

— показатели снежной нагрузки определяются умножением расчетного веса снежной поверхности на один метр квадратный горизонтальной поверхности и коэффициента перехода снежного покрова на снеговую нагрузку на крышу.

— средний показатель ветровой нагрузки определяется умножением показателя ветровой нагрузки, который характерен для определенной местности и коэффициента, который учитывает изменение ветра по высоте.

Виды стропильных конструкций скатной крыши.

По своему типу стропила можно разделить на наслонные и висячие. Главной фигурой в стропильной конструкции является треугольник, поскольку именно такая форма обеспечивает наибольшую жесткость.

Особенности наслонных стропил:

— концы такой разновидности стропил опираются на стену здания, их середину при этом поддерживают дополнительные промежуточные опоры,

— наслонные стропила монтируются в зданиях, где имеется несущая средняя стена или промежуточные опоры,

— промежуток между опорами не должен превышать 6,5 метров. Если возвести дополнительные опоры, то расстояние может увеличиваться до 12-15 метров,

— если здание построено из цилиндрического бревна, стропила опираются на верхние венцы, а в каркасных домах применяют верхнюю обвязку. В том случае, когда сооружение построено из кирпича или блоков, опорой для стропил служит мауэрлат,

— при одинаковых размерах дома, крыша с использованием наслонных стропил будет легче.

Особенности висячих стропильных конструкций:

-их концы опираются только на стены дома или мауэрлат, при этом не используются промежуточные опоры,

-этот вид стропильной конструкции используют в зданиях, которые имеют легкие стены,

-при установке этого типа, стропильные ноги функционируют на изгиб и сжатие, а в целом вся конструкция создает распирающую горизонтальную нагрузку на стены сооружения,

-чтобы эта нагрузка была меньше, применяют деревянную или металлическую затяжку, которая соединяет между собой стропильные ноги. Ее устанавливают у основания стропильных ног и выше. Следует учитывать, что чем выше она располагается, тем прочнее и надежнее ее соединение со стропильной конструкцией,

-если длина пролета превышает 8 метров, устанавливают стойку с подкосами.

Основное преимущество висячих стропил — это способность перекрытия пролетов больших размеров.

Если вы устраиваете стропильную конструкцию над несколькими пролетами, то можно применять по очередности висячие и наслонные стропила. Например, где нет промежуточных опор-висячие, а где таковые имеются- наслонные.

Все составляющие стропильной конструкции должны упираться не на стены здания, а на опорные бруски, которые называются мауэрлатами.

В деревянных зданиях, возводимых из бруса или бревна, в виде его выступает верхний венец дома.

В кирпичных сооружениях-это брусок, который устанавливается заподлицо к внутренней поверхности стены. Между кирпичом и маэрлатом в обязательном порядке прокладывают гидроизоляционный слой.

Мауэрлат устанавливают по всей длине здания или подкладывают лишь под стропила.

Установка стропильной конструкции.

В зависимости от конструкции кровли, установка стропил происходит по разным технологиям. Стропильная конструкция крепится гвоздями, шурупами, болтами, хомутами и скобами.

Те части стропил, которые непосредственно соприкасаются с кирпичом или блоком, обязательно защищают от процессов гниения, прокладывая рулонные материалы, в основе которых имеется битум. Кроме этого, все составляющие деревянной стропильной конструкции пропитывают специальным огнеупорным и биозащитным составом.

Мауэрлат крепится к стенам с помощью анкеров. Ноги стропил опирают на мауэрлат и притягивают скрученной проволокой, чей диаметр составляет 6 миллиметров.

Если вы возводите стропила для кровли самостоятельно, то вначале устанавливаются крайние стропильные пары, а затем при помощи шнура проверяют их грани на параллельность.

Далее следует натянуть шнур по коньку крыши и установить по нему промежуточные стропильные пары и тщательно их выровнять.

Если стропила попадают на место дымохода, окна или системы вентиляции, то разрешается вырезать из него необходимого отрезка.

Главное при этом, чтобы расстояние между дымоходом и стропилом было не менее 13 сантиметров.

Стропила являются одним из наиболее важных элементов конструкции скатной крыши, поэтому следует тщательно и серьезно производить их расчет и монтаж.

Как говорилось выше, стропильные конструкции чаще всего изготавливаются из дерева, поэтому во избежание неприятных нюансов, все элементы следует тщательно обработать специальным составом, обладающим защитными свойствами. Поскольку стропила являются неотъемлемой и одной из основных составляющих скатной крыши, следует учитывать все нагрузки, которые будут на них оказываться. Это и сам вес кровельного покрытия, и снежные завалы, и порывы ветра, и возможные сейсмические воздействия. Безусловно, устанавливать их нужно надежно и прочно, но также следует учитывать некоторые особенности определенного региона и при необходимости устанавливать дополнительные укрепительные конструкции.

Расчет следует производить по строго отведенным правилам и нормам, а лучше доверить его профессионалам, которые сделают его, учитывая все особенности строения и местности.

Монтаж стропил можно произвести самостоятельно, не прибегая к помощи специалистов. Главное, чтобы расчет был точный.

Между собой все элементы стропильной конструкции соединяются металлическими креплениями, в отверстия которых вкручиваются шурупы или забиваются гвозди.

Не стоит забывать, что от правильной установки стропил зависит надежность и долговечность вашей крыши, поскольку основная нагрузка направляется именно на них. Во избежание чрезвычайных происшествий или обвала крыши, следует производить монтаж стропильной системы строго по правилам. Не стоит забывать и о защитных составах, которыми должны обработаться все элементы.

Калькулятор крыши: расчет кровли, стропильной системы, пиломатериалов

Расчет крыши онлайн на 3D-калькуляторе: расчет кровли, стропил, пиломатериалов – чертежи, смета. Бесплатно, профессионально и удобно.

Односкатная крыша

Двускатная крыша

Вальмовая крыша

Шатровая четырехскатная крыша

Стропила двускатной крыши

Стропила односкатной крыши

Крыша, наряду с фундаментом и стенами, является одним из главных конструктивных элементов сооружения, обеспечивая защиту внутренней части здания от атмосферных осадков, переувлажнения, перепадов температур, ветровых нагрузок и прочих воздействий. В то же время, кровельная система – это наиболее громоздкая трудновозводимая конструкция в доме, поскольку состоит из огромного количества отдельных компонентов и соединений. Для большинства начинающих мастеров строительство превращается в сплошное испытание, которому не видно конца и края – необходимо составить проект, провести множество вычислений, нарисовать схемы, изготовить элементы и, в конечном итоге, собрать все в единую структуру.

Читать еще:  Чем закрыть пену вокруг окна с улицы

Строительный онлайн калькулятор расчета крыши от сервиса КАЛК.ПРО позволяет облегчить процесс возведения кровельной конструкции на этапе подготовительных работ, предоставляя подробный отчет с параметрами отдельных элементов и количеством пиломатериалов для их изготовления, обеспечивая детализированными чертежами стропильной системы и обрешетки, а также визуализируя получившееся сооружение в виде 3D-модели для последующей оценки. Помимо этого, наша программа учитывает все дополнительные конструктивные элементы крыши, в том числе мауэрлат, пароизоляцию, утеплитель, контробрешетку, листы ОСП. В скором времени, планируется ввести учет ветровой и снеговой нагрузки.

3D-конструктор кровли прост, удобен и не требует специальных навыков при использовании – вам понадобиться выполнить замер габаритов здания, выбрать тип кровли (жесткая, мягкая) и указать характеристики применяемых материалов. В случае ввода недопустимых значений, программа остановит расчет и укажет ячейку, где именно была совершена ошибка. Также на вкладке каждого калькулятора присутствует развернутая текстовая инструкция с описанием всех полей и обозначений, которые для наглядности продублированы на соответствующих изображениях.

Экономьте время и деньги, используя профессиональный расчет кровли на сайте КАЛК.ПРО – мы считаем крыши уже более 5 лет и помогли реализовать свыше 1000 различных проектов!

Почему наши инструменты лучше?

Рассчитать кровлю можно на любом сайте и это факт, но вы должны осознавать, что в отличие от других ресурсов, наш проект имеет долгую историю, положительные отзывы, оперативную техническую поддержку и регулярно обновляет алгоритмы работы, исключая возникновение ошибок. Обратная связь с пользователями налажена и работает безупречно, любой посетитель может задать вопрос, а КАЛК.ПРО постарается на него ответить.

Помимо этого, мы хотели бы выделить следующее:

  • Функциональность конструктора. Наши инструменты предоставляют широкие возможности для проектирования конструкции – вы можете настроить характеристики любого элемента, а в случае ввода недопустимых значений программа остановит расчет и укажет, в каком поле была совершена ошибка.
  • Сотрудничество с профессионалами. Сервис КАЛК.ПРО активно сотрудничает с производителями и проектировщиками кровельных систем, поэтому только у нас вы можете найти такую детализированную проработку отдельных узловых соединений.
  • Готовая смета. По завершению расчета пользовать получает не только стандартный отчет с параметрами конструктивных элементов и набором чертежей, но и подробную смету с количеством необходимых материалов для изготовления.
  • Графика. Главным преимуществом нашего сервиса, является качественная детализированная графика, которая максимально приближена к нормативам технической документации. Также мы бесплатно предоставляем интерактивную 3D-модель , с помощью которой можно оценить преимущества/недостатки выбранной конструкции.
  • Техническая поддержка. Если вы испытываете трудности при использовании калькулятора или у вас появились вопросы, касаемо получившегося расчета, мы разберемся в ситуации и постараемся ответить на любые конструктивные вопросы в режиме 24/7.
  • Личный кабинет. Также на нашем сайте имеется удобный личный кабинет, в котором сохраняются результаты расчета крыши или любой другой конструкции – вы никогда не потеряете свой проект, а также сможете скачать выгрузку в любое время вне зависимости от времени совершения операции.

В комментариях к каждому калькулятору и на странице «Отзывы», вы можете прочитать сообщения реальных людей, которые пользуются нашими инструментами. Проверьте лично, что пишут о нас пользователи.

Возможности конструктора

Сервис КАЛК.ПРО – это универсальный помощник для начинающего и профессионального мастера, с помощью которого можно изготовить действительно надежную и безопасную конструкцию. Однако необходимо понимать, что программа выполняет расчет кровли на основании введенных данных и не учитывает их корректность, кроме исключительных случаев, когда конструкция гарантировано будет неустойчивой. При строительстве крыши (особенно в первый раз), мы рекомендуем обращать внимание на следующие нормативные документы: СНиП 2.01.07-85 (СП 20.13330.2010) «Нагрузки и воздействия», СНиП II-26-76 (СП 17.13330.2017) «Кровли», ТСН 31-308-97 «Кровли. Технические требования и правила приемки. Московская область», СП 31-101-97 «Проектирование и строительство кровель».

На данный мы предоставляем расчет следующих кровельных конструкций:

  • крыша односкатная;
  • крыша двускатная (двухскатная, щипцовая);
  • крыша четырехскатная (вальмовая);
  • крыша четырехскатная (шатровая).

Также у нас есть отдельные упрощенные калькуляторы для расчета стропильной системы двускатной и односкатной кровли – попробуйте, может вам нужно именно это!

Среди основных возможностей конструктора необходимо выделить ( только на КАЛК.ПРО):

  • Единицы измерения. Можно выбрать наиболее удобные единицы измерения (мм, см, м, дюймы, футы), а программа автоматически выполнит перевод всех значений в полях калькулятора и результатах расчета.
  • Тип кровли. При использовании мягкой кровли появляется возможность учета подложки в виде листов ОСП.
  • Параметры крыши. Можно указать предполагаемую высоту конструкции, выпуск в стороны и свес. В некоторых калькуляторах крыш, также выбирается крайнее положение стропил (на краю, у стены).
  • Габариты дома. Можно задать размеры дома: ширину, длину коробки дома и толщину стен (последнее влияет на раскладку стропил, поскольку учитывается толщина фронтонов). Высота стен нужна только для создания корректной 3D-модели.
  • Мауэрлат. Только у нас вы получаете раздельный расчет мауэрлата под боковые и торцевые скаты.
  • Расчет стропил. Помимо ввода стандартных значений ширины/толщины и расстояния между соседними элементами, для более корректного расчета стропильной системы у нас также можно указать глубину запила.
  • Утеплитель. Количество утеплителя автоматически подставляется в результаты, толщина материала принимается равной толщине стропил и заполняет все пространство между ними.
  • Пароизоляция. Блок для ввода характеристик (ширины, длины) гидроизоляционного материала с возможностью учета нахлеста сбоку и сверху.
  • Обрешетка и контробрешетка. Имеется функционал учета параметров обрешетки и контробрешетки – можно ввести ширину/толщину доски и расстояние между ними.
  • Листы ОСП (OSB). В случае использовании мягкой кровли, в расчетах учитываются параметры листов ОСП.
  • Кровельные материалы. Данный блок позволяет выполнить расчет металлочерепицы, профнастила, ондулина и любого другого кровельного материала по известным параметрам листа.

Нашими профессиональными калькуляторами кровли пользуются многие специалисты – если вы хотите использовать их в коммерческих целях, вы можете убрать наш водяной знак и загрузить свой логотип.

Результат расчета кровли

После ввода всех начальный параметров, вы получаете комплексный отчет, в котором содержится готовая смета для изготовления конструкции с детальным расчетом пиломатериалов и кровли, комплект чертежей всех элементов крыши в различных проекциях и адаптивная 3D-модель. Также автоматически рассчитается площадь крыши и будет доступен показатель угла наклона ската, стропил. В отличие от других сервисов мы подробно раскрываем каждый элемент сооружения и не обобщаем параметры, чтобы вы могли использовать наши результаты в качестве руководства к действию.

Стропильная система двухскатной крыши: расчёт стропил для различных покрытий

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

Виды стропильных систем двухскатной крыши

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

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

Читать еще:  Как сделать имитацию окна на стене

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

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

Состав покрытия

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

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

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

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

  • рубероид (рубемаст, стекломаст, еврорубероид, толь и др.);
  • битумно-полимерные (стеклоизол, стеклокром, линокром и др.);
  • мембранные кровли (ПВХ, термопластичные мембраны, плёнки из синтетического каучука и др.).

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

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

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

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

  • 50х50 мм при расстоянии между стропилами — 1,0–1,1 м;
  • 50х60(h) мм при шаге стропил — 1,2–1,3 м;
  • 60х60 мм при шаге — 1,4–1,5 м.

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

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

  • экономия древесины (для выдерживания одинаковых нагрузок для круглого сечения нужен меньший диаметр исходного материала);
  • выше предел огнестойкости;
  • меньший расход металлического крепежа;
  • более высокие показатели жёсткости и долговечности.

Расчёт наслонной стропильной ноги

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

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

Исходными данными для расчета принимаются:

  • шаг установки стропильных ног;
  • угол наклона кровли;
  • ширина и высота крыши.

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

Для наклонных кровель постоянные нагрузки рассчитываются по формуле:

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

  • α — угол наклона кровли;
  • n, nc — коэффициенты надёжности для нагрузок от снега — 1,4, нагрузок от крыши — 1,1;
  • g — вес 1 м 2 , который воспринимает стропильная нога (кровля, обрешётка, стропила);
  • S — нормативная снеговая нагрузка;
  • а — шаг стропильных ног (по оси).

  • Sg — вес снега на 1 м 2 , который зависит от климатического района;
  • се — коэффициент сноса снега за счёт влияния ветра и других атмосферных воздействий, зависит от режима эксплуатации кровли;
  • ct — термический коэффициент.

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

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

  • для кровель с углом наклона менее 30° µ = 1;
  • для кровель с углом наклона свыше 60° µ = 0;
  • в остальных случаях для угла наклона 30° 2

Поскольку стропильная нога подвергается изгибу от воздействия на неё нагрузок, её проверяют на прочность как изгибаемого элемента, по формуле:

М 2 — для сосны и ели;

  • mи равен 1,0 — для сечений высотой до 15 см и 1,15 — для сечений высотой более 15 см.
  • В индивидуальном порядке рассчитывается момент сопротивления и момент инерции для материала стропил. По полученным данным подбирается требуемый размер конструктивных элементов стропил.

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

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

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

    Вес крыши на 1 м 2 :

    • вес кровли — 45 кг;
    • обрешётка — 0,05 х 0,06 х 100 х 550/25 = 7 кг;
    • вес стропильной ноги — 10 кг.

    Итого: gн = 62 кг/м 2

    Расчётная нагрузка на один метр погонный:

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

    Нормальная нагрузка на один метр погонный:

    • qн = (62 х 0,89 + 126 х 0,89 2 ) х 1,3 = 201 кг/м
    • М = 0,125 х q х l 2 = 0,125 х 2,60 х 440 2 = 62 920 кг∙см

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

    По специально разработанным таблицам можно определить диаметр бревна для стропил.

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

    Расчёт кровли: как посчитать угол наклона крыши, длину стропил и площадь кровельного материала

    При проектировании стропил кровли частного дома нужно уметь правильно рассчитать угол наклона крыши. Как сориентироваться в различных единицах измерения, по каким формулам вести расчёт и как влияет угол наклона на ветровую и снеговую нагрузку крыши, мы и поговорим в этой статье.

    Кровля частного дома, возводимого по индивидуальному проекту, может быть очень простой или удивительно причудливой. Угол уклона каждого ската зависит от архитектурного решения всего дома, наличия чердака или мансарды, используемого кровельного материала, климатической зоны, в которой располагается приусадебный участок. В компромиссе этих параметров нужно найти оптимальное решение, сочетающее прочность крыши с полезным использованием подкрышного пространства и внешним видом дома или комплекса построек.

    Единицы измерения угла наклона крыши

    Угол наклона — это величина между горизонтальной частью конструкции, плитами или балками перекрытия, и поверхностью кровли или стропилами.

    В справочниках, СНиП, технической литературе встречаются различные единицы измерения углов:

    Ещё одна единица измерения углов — радиан — в таких расчётах не применяется.

    Что такое градусы, все помнят из школьной программы. Соотношение сторон прямоугольного треугольника, который образован основанием — L, высотой — Н (см. на рисунок выше) и настилом крыши выражается, как Н:L. Если α = 45°, треугольник — равносторонний, и соотношение сторон (катетов) равно 1:1. В случае, когда соотношение не даёт чёткого представления о наклоне, говорят о проценте. Это то же отношение, но рассчитанное в долях с переводом в проценты. Например, при H = 2,25 м и L = 5,60 м:

    Цифровое выражение одних единиц через другие наглядно изображено на диаграмме ниже:

    Формулы для расчёта угла наклона крыши, длины стропил и площади покрытия кровельным материалом

    Чтобы легко рассчитать размеры элементов крыши и стропильной системы , нужно вспомнить, как мы решали задачи с треугольниками в школе, пользуясь основными тригонометрическими функциями.

    Как это поможет в расчёте крыши? Разбиваем сложные элементы на простые прямоугольные треугольники и находим решение для каждого случая, пользуясь тригонометрическими функциями и теоремой Пифагора.

    Проще всего рассчитать односкатную или двускатную крышу. Высота конька и пролёт — величины известные, угол и длина стропил определяются легко.

    Чаще встречаются более сложные конфигурации.

    Например, нужно рассчитать длину стропил торцевой части вальмовой крыши, которая представляет собой равнобедренный треугольник. Из вершины треугольника опускаем перпендикуляр на основание и получаем прямоугольный треугольник, гипотенуза которого является средней линией торцевой части крыши. Зная ширину пролёта и высоту конька, из разбитой на элементарные треугольники конструкции можно найти угол наклона вальмы — α, угол наклона кровли — β и получить длину стропил треугольного и трапециевидного ската.

    Формулы для расчёта (единицы измерения длин должны быть одинаковыми — м, см или мм — во всех расчётах, чтобы избежать путаницы):

    Внимание! Расчёт длин стропил по этим формулам не учитывает величину свеса.

    Крыша — четырёхскатная, вальмовая. Высота конька (СМ) — 2,25 м, ширина пролёта (W/2) — 7,0 м, глубина наклона торцевой части крыши (MN) — 1,5 м.

    Получив значения sin(α) и tg(β), определить значение углов можно по таблице Брадиса. Полная и точная таблица с точностью до минуты представляет собой целую брошюру, а для грубых расчётов, которые в данном случае допустимы, можете воспользоваться небольшой таблицей значений.

    Для нашего примера:

    • sin(α) = 0,832, α = 56,2° (получено интерполяцией соседних значений для углов в 55° и 60°)
    • tg(β) = 0,643, β = 32,6°(получено интерполяцией соседних значений для углов в 30° и 35°)

    Запомним эти цифры, они пригодятся нам при выборе материала.

    Для расчёта количества кровельного материала потребуется определить площадь покрытия. Площадь ската двускатной крыши — прямоугольник. Его площадь — произведение сторон. Для нашего примера — вальмовой крыши — это сводится к определению площадей треугольника и трапеции.

    Для нашего примера площадь одного торцового треугольного ската при CN = 2,704 м и W/2 = 7,0 м (расчёт необходимо выполнить с учётом удлинения кровли за пределы стен, принимаем длину свеса — 0,5 м):

    • S = ((2,704 + 0,5) · (7,5 + 2 х 0,5)) / 2 = 13,62 м2

    Площадь одного бокового трапециевидного ската при W = 12,0 м, Hс = 3,905 м (высота трапеции) и MN = 1,5 м:

    Вычисляем площадь с учётом свесов:

    • S = (3,905 + 0,5) · ((12,0 + 2 х 0,5) + 9,0) / 2 = 48,56 м2

    Суммарная площадь покрытия четырёх скатов:

    • SΣ = (13,62 + 48,46) · 2 = 124,16 м2

    Рекомендации по наклону крыши в зависимости от назначения и материала

    Неэксплуатируемая крыша может иметь минимальный угол наклона 2–7°, что обеспечивает невосприимчивость к ветровым нагрузкам. Для нормального схода снега угол лучше увеличить до 10°. Такие кровли распространены при строительстве хозяйственных построек, гаражей.

    Если подкрышное пространство предполагается использовать в качестве чердака или мансарды , наклон одно- или двускатной крыши должен быть достаточно большим, иначе человек не сможет выпрямиться, а полезная площадь будет «съедена» стропильной системой. Поэтому целесообразно применить в таком случае ломаную крышу, например, мансардного типа. Минимальная высота потолков в таком помещении должна быть не менее 2,0 м, но желательно для комфортного пребывания — 2,5 м.

    Принимая тот или иной материал в качестве кровельного, необходимо учитывать требования по минимальному и максимальному уклону. В противном случае, возможны проблемы, требующие ремонта крыши или всего дома.

    Полученные в нашем примере углы наклона находятся в диапазоне 32–56°, что соответствует шиферной кровле, но не исключает и некоторые другие материалы.

    Определение динамических нагрузок в зависимости от угла наклона

    Конструкция дома должна выдерживать статические и динамические нагрузки от крыши. Статические нагрузки — это вес стропильной системы и кровельных материалов, а также оборудования подкрышного пространства. Это постоянная величина.

    Динамические нагрузки — величины переменные, зависящие от климата и времени года. Чтобы верно рассчитать нагрузки с учётом их возможной сочетаемости (одновременности), рекомендуем изучить СП 20.13330.2011 (разделы 10, 11 и Приложение Ж). В полном объёме этот расчёт с учётом всех возможных при конкретном строительстве факторах в этой статье не может быть изложен.

    Ветровая нагрузка вычисляется с учётом районирования, а также особенностей расположения (подветренная, наветренная сторона) и угла наклона крыши, высоты здания. Основу расчёта составляет ветровое давление, средние значения которого зависит от региона строящегося дома. Остальные данные нужны для определения коэффициентов, корректирующих относительно постоянную для климатического района величину. Чем больше угол наклона, тем более серьёзные ветровые нагрузки испытывает крыша.

    Снеговая нагрузка, в отличие от ветровой, связана с углом наклона крыши противоположным образом: чем меньше угол, тем больше снега задерживается на кровле, тем ниже вероятность схождения снежного покрова без применения дополнительных средств , и тем большие нагрузки испытывает конструкция.

    Подходите к вопросу определения нагрузок серьёзно. Расчёт сечений, конструкции, а значит, надёжности и стоимости стропильной системы зависит от полученных значений. Если вы не уверены в своих силах, лучше заказать расчёт нагрузок у специалистов.

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector