Тел. +7 (916) 643-13-37
E-mail: hellmann2015@yandex.ru

Как рассчитать стропильную систему для разных видов крыш

Расчет стропильной системы является одним из наиболее важных этапов проектирования кровли и здания в целом. Малейшие погрешности или недочеты в этом процессе могут привести в конечном итоге к деформации или разрушению кровли и всего строения. Поэтому возведение и планирование каркаса как правило, производится профессионалами, у которых есть в наличии специальное оборудование, формулы для расчетов, собственный опыт и компьютерные программы, что в совокупности исключает возможность ошибки.

Возвести стропильную систему можно своими руками, если изучить все этапы от выбора материалов до определения уровня выдерживаемой нагрузки конструкцией здания. Наиболее трудоемкой является практическая часть, но и подготовка к ней – не простая задача.

[contents]

Подбираем стропила и этап подготовки

Прежде, чем начать изучать специальные формулы и производить расчеты, необходимо определиться с конфигурацией будущей кровли и подобрать материалы. При расчете нагрузок на стропила и наРасчет параметров стропил для кровли

фундамент строения, следует точно рассчитать вес таких элементов:

  • Кровельного покрытия с крепежом;
  • Элементов кровельного пирога;
  • Внутренней облицовки чердачного помещения;
  • Доборных элементов;
  • Системы стропил.

Если стропильную систему двускатную, вальмовую, ломаную или односкатную планируется возводить из пиломатериалов, общий вес всех ее элементов (стропильных ног, прогонов, лежней, подкосов и т.д.) будет зависеть не только от сечения бруса, но и от плотности древесины и процента ее влажности.

Для опорных элементов кровли рекомендуется выбирать хвойные породы древесины с влажностью не более 18%. Общий вес конструкции можно рассчитать, опираясь на данные, приведенные в таблице и предварительно рассчитав сечение элементов и шаг между ними.

Порода дерева Удельный вес (кг./куб. м)
В высушенном состоянии При влажности 15% При влажности 25% При влажности 70% В свежесруб-ленном состоянии
Ель 420 450 470 640 760
Лиственница 630 670 700 930 940
Сосна 470 510 540 720 820
Пихта кавказская 410 440 460 620 720
Пихта сибирская 350 380 400 540 680
Кедр 410 440 460 620 760

При расчете нагрузки на стропила и фундамент также учитываются воздействия природных явлений и внешних факторов на кровлю:

  • Атмосферных явлений (ветра, снеговые нагрузки, влияние осадков);
  • Ремонтных или профилактических кровельных работ (вес человека, оборудования и материалов).
  • Степень природного воздействия на кровлю зависит от ее уклона и климатических особенностей региона.

Расчеты всех предполагаемых нагрузок производятся с использованием данных СНиП. Используя подобные ресурсы можно подобрать оптимальный уклон ската будущей кровли, который зависит от материалов и предполагаемых нагрузок. Уклон ската и материал для покрытия позволяют определить необходимые размеры всех элементов, входящих в систему стропил, и рассчитать шаг между опорами. Составив подробную схему каркаса можно производить корректировку определенных параметров до момента возведения.

Шаг между стропилами также зависит от ширины утеплительного материала. Он должен быть немного уже самого утеплителя для правильного устройства кровельного пирога.

Принципы расчета каркаса

Стропильная система вальмовой, двускатной, ломанной или односкатной крыши должна быть очень жесткой и способствовать равномерному распределению предполагаемых нагрузок на стены и фундамент.

Расчет производится посредством суммирования всех видов нагрузок (как временных, так и постоянных) с внесением поправочного коэффициента, позволяющего повысить прочность каркасной конструкции: коэффициент 1,1 позволяет повысить прочность несущей конструкции кровли на 10%, а показатель 1,4 – на 40%.

При выполнении расчета для крыши любого типа немало важно учитывать взаимосвязанность уклона крыши и выбранного материала, а также связь между шагом установки стропильных ног и их сечением.

Кровельный материал влияет на будущий угол ската, что в свою очередь диктует длину стропил, а соответственно и их массу.

Проект крыши необходимо производить, базируясь таблицами из справочников, где уже произведены все расчеты и приведены размеры каркаса. Уровень нагрузки на стропила зависит от шага между ними и общей нагрузки на поверхность крыши.

При расчете суммировать нагрузки следует, начиная с веса кв. метра кровельного пирога, умноженного на общую площадь.

Примерный пример расчета веса квадратного метра кровельного пирога под ондулин:

  • Ондулин – 3 кг;
  • Полимерно-битумная гидроизоляция – 5 кг;
  • Базальтовая вата – 10 кг;
  • Дощатая обрешетка – 15 кг.

Если сложить вес всех элементов кровельного пирога, 33 кг. Для увеличения жесткости и повышения уровня прочности кровли рекомендуется умножить полученный результат на 1,1 (коэффициент поправки). В итоге получается 34,1 кг кровельных материалов на квадратный метр кровли. При общей площади крыши, к примеру, 100 кв. м ее общий вес будет составлять 341 кг.

Ветровую нагрузку необходимо рассчитывать, базируясь на карту силы ветров в каждом регионе. Показатель, определенный по карте умножается на корректировочный коэффициент, который напрямую зависит от высоты здания и типа местности.

Расчет нагрузки от снега производится при помощи карты масс снежного покрова, разбитой по регионам. Рассчитывается снеговая нагрузка путем умножения массы снежного покрова на коэффициент поправки, зависящий от уклона крыши.

Расчет снеговой нагрузки снегом по регионам России

На таблице приведено среднее значение количества выпадения осадкой в виде снега в регионах Российской Федерации.

Коэффициент выпадения снега по регионам России 1 2 3 4 5 6 7 8
кг/м2 80 120 180 240 320 400 480 560

Односкатная крыша

Для односкатной крыши рассчитать наиболее просто. Сначала нужно определить угол ската, который зависит не только от кровельного материала, но и от других факторов:

  • С уклоном до 30 градусов должна быть более прочной, так как при более пологом скате крыши повышается уровень снеговой нагрузки на нее и появляется необходимость в регулярной чистке снега.
  • Если уклон достигает 60 градусов и более, такая кровля подвергается высоким нагрузкам от ветровых воздействий.
Для обеспечения необходимого уклона должен быть правильный перепад высот стен – опор. Шаг установки стропил и их сечение рассчитываются с учетом веса наружного покрытия.

Стропильная система может иметь разную сложность конструкции, которая зависит от длины перекрываемого пролета:

  • При небольшой длине пролета в учет берутся лишь стропильные ноги.
  • Если длина пролета, который необходимо перекрыть, составляет от 4,5 до 6,5 м, требуется установка подкосов в нижней части ската.
  • Пролеты более 6,5 м требуют установку вертикальных стоек.
  • Установка опорных элементов системы стропил при большом пролете необходима во избежание прогиба крыши под нагрузками.

Далее узнаете подробнее как произвести монтаж односкатной крыши своими руками.

Рассчитываем каркас для крыши с двумя скатами

Стропильная система с двумя скатами, может быть двух видов:

  • Висячие стропила связываются затяжными перемычками для обеспечения жесткости, работают на изгиб и сжатие. Ими распирающая нагрузка передается на стены.
  • Наслонная конструкция опирается на коньковую балку или прогон, который устанавливается на стойки. Работают наслонные стропила на изгиб.

Расчет стропильной системы двухскатной крышиТип стропильной системы влияет на выбор сечения бруса для создания опор.

Если в конструкции двускатной крыши планируется наличие мансардных окон, дымоходов, балконов, вентиляции и других коммуникаций, их расположение следует предусмотреть заранее.

После составления проекта в случае внесения изменений потребуется производить ее перерасчет.

На правильность подсчета опор двускатной крыши влияет ее форма, а также количество и наличие сложных ломаных элементов. Чтобы правильно рассчитать необходимо ее площадь разделить на составляющие. Когда это произведено для отдельных элементов, полученные данные суммируются.

Все расчеты базируются на основных математических формулах.

При расчетах площади крыши, учитываются такие моменты:

  • Брандмауэрные стены, свесы, парапеты.
  • Детальный план будущей крыши.
  • Особенности и специфика кровельного материала.
  • Если для кровли выбран рулонный материал или черепица, длина ската уменьшается на 700 мм.
  • Точную длину ската устанавливают точки крайней части карнизного свеса и нижней части коньковой балки.
  • При расчете в учет не берутся окна, трубы дымохода, вентиляционные отверстия и другие коммуникации.

Уклон определяется посредством умножения каждого ее элемента на косинус угла наклона по карнизным свесам.

Определяем параметры элементов вальмовой крыши

При обустройстве следует знать о некоторых ее особенностях. В стропильную систему четырехскатной кровли входят несущие диагональные элементы, расчет сечения и уклона которых важно выполнить правильно.

Надежность несущего каркаса зависит от правильного выбора и установки накосных стропил.

Эта конструкция может иметь как наслонные, так и висячие стропила, в зависимости от общей площади. Сечение и несущая способность вспомогательных элементов системы рассчитываются, исходя из предполагаемых нагрузок на кровлю. После всех необходимых предварительных расчетов производится перерасчет всей системы, где в учет берется вес кровельного пирога и наружного покрытия.

Ломаная и мансардная конструкция

Еще на этапе составления проекта, в него важно включить особенности системы стропил:Расчет стропильной системы ломаной крыши

  • Угол наклона скатов;
  • Геометрическую форму крыши;
  • Общие габариты;
  • Геометрические параметры.

Долговечность конструкции зависит, прежде всего, от несущей способности опорных балок, так как на стойки опорного каркаса устанавливаются стропильные модули верхней части кровли и нижние стропила. Такие элементы, как затяжки являются основанием для устройства потолка мансардного этажа и соединяют стропила.

Расчет несущей конструкции производится с учетом уклона нижних и верхних стропил, а также вида кровельного материала, массы тяжести кровельного пирога и предполагаемых нагрузок.

Полезные программы

Выполняя весь комплекс работ своими руками по монтажу и установки стропил вам придется немного изучить некоторые аспекты. Для облегчения расчета стропильной системы, чтобы бы она соответствовала требованиям и нормам, вам помогут следующие профессиональные программы: Автокад и 3D Max. Более простой является программа Аркон, в ней так же есть калькулятор расчета стропил (сечения, длины).

Онлайн калькуляторы более практичнее, их не нужно скачивать и устанавливать. они представляют собой таблицу, в которую вам необходимо поставить параметры будущей крыши. Ниже приведена упрощенная версия калькулятора при помощи таблицы Exel.

Скачать бесплатную программу можно здесь.

Подводим итоги

Изучив все тонкости и подходы к столь невыполнимой на первый взгляд задаче, как расчет системы стропил крыши, можно произвести расчет вручную. Для этого необходимо учитывать все параметры от веса кровельного материала и предполагаемых нагрузок до сечения стропильных ног и уклона крыши.

При устройстве простейшей односкатной конструкции важно правильно рассчитать перепад высот несущих противоположных стен, которые служат опорой для стропил. При составлении плана двускатной крыши необходимо четко определить, какой вид стропильной системы будет использоваться. А более сложные кровельные конструкции подразумевают использование специальных программ для расчета опорных модулей или привлечение помощи профессиональных кровельщиков.

С этой статьей читают:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.


восемь − = 2