Главная
Холодное водоснабжение
Рассчитать стропильную систему калькулятор. Как сделать расчет материалов для крыши

Рассчитать стропильную систему калькулятор. Как сделать расчет материалов для крыши

Стропильная система - это основная часть крови, которая воспринимает все нагрузки, действующие на крышу, и противостоит им. Чтобы обеспечить качественное функционирование стропил, требуется правильный расчёт параметров.

Как рассчитать стропильную систему

Чтобы сделать расчёт применяемых в стропильной системе материалов своими силами, представлены упрощённые расчётные формулы с целью повысить прочность элементов системы. Данное упрощение увеличивает количество применяемых материалов, но если крыша имеет небольшие габариты, то такое увеличение будет незаметным. Формулы позволяют рассчитать следующие виды крыш:

  • односкатные;
  • двускатные;
  • мансардные.
Срок службы крыши во многом зависит от правильного расчёта

Видео: расчёт стропильной системы

Расчёт нагрузки на стропила двускатной крыши

Для постройки наклонной кровли необходим несущий прочный каркас, к которому будут крепиться все остальные элементы. При разработке проекта выполняется расчёт требуемой длины и площади поперечного сечения стропильного бруса и других частей стропильной системы, на которые будут действовать переменная и постоянная нагрузки.


 Для расчёта системы нужно учитывать особенности местного климата

Нагрузки, которые действуют постоянно:

  • масса всех элементов конструкции крыши, таких, как кровельный материал, обрешётка, гидроизоляция, теплоизоляция, внутренняя обшивка чердака или мансарды;
  • масса оборудования и различных предметов, которые крепятся стропилам внутри чердака или мансарды.

Переменные нагрузки:

  • нагрузка, создаваемая ветром и выпавшими осадками;
  • масса работника, который выполняет ремонт или очистку.

К переменным нагрузкам также относятся сейсмическая нагрузка и другие виды особых нагрузок, которые предъявляют дополнительные требования к конструкции кровли.


 От ветровой нагрузки зависит угол наклона ската

В большинстве областей Российской Федерации остро стоит проблема снеговой нагрузки - стропильная система должна воспринимать выпавшую массу снега без деформации конструкции (требование наиболее актуально к односкатным крышам). При уменьшении угла наклона крыши снеговая нагрузка возрастает. Обустройство односкатной крыши с близким к нулевому углом наклона требует установку стропил, имеющих большую площадь поперечного сечения, с маленьким шагом. Также постоянно потребуется выполнять её очистку. Это относится и к крышам с углом наклона до 25 о.

Снеговая нагрузка рассчитывается по формуле: S = Sg × µ, где:

  • Sg - масса снегового покрова на плоской горизонтальной поверхности размером 1 м 2 . Значение определяется согласно таблицам в СНиП «Стропильные системы» исходя из требуемой местности, в которой ведётся строительство;
  • µ - коэффициент, учитывающий угол наклона ската кровли.

При угле наклона до 25 0 значение коэффициента составляет 1,0, от 25 о до 60 о - 0,7, свыше 60 о - значение снеговых нагрузок в расчётах не участвует.


 Количество осадков влияет на расчёт крыши

Ветровая нагрузка рассчитывается по формуле: W = Wo × k, где:

  • Wo - величина ветровой нагрузки, определяемая согласно табличным значениям, учитывая характер местности, где ведётся строительство;
  • k - коэффициент, который учитывает высоту постройки и характер местности.

При высоте постройки, равной 5 м, значение коэффициентов составляет kА=0,75 и kБ=0,85, 10 м - kА=1 и kБ=0,65, 20 м - kА=1,25 и kБ=0,85.

Сечение стропила на крышу

Рассчитать размер стропильного бруса не составляет труда, если учесть следующий момент - кровля это система треугольников (относится ко всем видам кровли). Располагая габаритными размерами здания, значением угла наклона крыши или высоты конька и используя теорему Пифагора, определяется размер длины стропил от конькового бруса до наружного края стены. К этому размеру прибавляется длина карниза (в случае, когда стропила выступают за стену). Иногда карниз делается за счёт монтажа кобылок. Рассчитывая площадь крыши, значения длин кобылок и стропил суммируются, что позволяет вычислить необходимое количество кровельного материала.


 Сечение бруса для стропил зависит от многих параметров

Для определения сечения применяемого бруса при возведении любого типа кровли, в соответствии с требуемой длиной стропила, шагом его установки и другими параметрами, лучше всего применять справочники.

Диапазон размеров стропильного бруса лежит в пределах от 40х150 до 100х250 мм. Длина стропила определяется углом наклона и расстоянием между стенами.

Увеличение наклона крыши влечёт за собой увеличение длины стропильного бруса, и, соответственно, увеличение площади поперечного сечения бруса. Это необходимо для того, чтобы обеспечить необходимую прочность конструкции. В то же время уровень снеговой нагрузки снижается, а это значит, что устанавливать стропила можно с большим шагом. Но увеличивая шаг, вы увеличиваете общую нагрузку, которая будет воздействовать на стропильный брус.

Делая расчёт, обязательно учитывайте все нюансы, такие, как влажность, плотность и качество пиломатериалов, если строится кровля из дерева, толщину применяемого проката - если кровля из металла.

Основной принцип расчётов заключается в следующем - величина нагрузки, действующей на крышу, определяет размер сечения бруса. Чем больше сечение, тем прочнее конструкция, но тем больше и её общая масса, а соответственно больше нагрузка на стены и фундамент здания.

Как вычислить длину стропил двускатной крыши

Жёсткость конструкции стропильной системы является обязательным требованием, и её обеспечение исключает прогиб при воздействии нагрузок. Стропила прогибаются в случае допущенных ошибок в расчётах конструкции и величины шага, с которым устанавливается стропильный брус. В случае, когда данный дефект выявлен после окончания работ, необходимо укрепить конструкцию с помощью подкосов, тем самым вы увеличите её жёсткость. При длине стропильного бруса более 4,5 м применение подкосов является обязательным, так как прогиб будет образовываться в любом случае под воздействием собственного веса бруса. Данный фактор обязательно принимается во внимание при выполнении расчётов.


 Длина стропил зависит от месторасположения их в системе

Определение расстояния между стропилами

Стандартный шаг, с которым выполняется установка стропил в жилом доме, составляет порядка 600–1000 миллиметров. На его величину влияет:

  • сечение бруса;
  • характеристика кровли;
  • угол наклона крыши;
  • ширина материала утеплителя.

    •  Не рекомендуется искусственно уменьшать или увеличивать шаг стропил

    Определение необходимого числа стропил происходит с учётом шага, с которым они будут устанавливаться. Для этого:

    1. Выбирается оптимальный шаг установки.
    2. Длина стены делится на выбранный шаг и к полученному значению прибавляется единица.
    3. Полученное число округляется до целого.
    4. Повторно делится длина стены на полученное число, тем самым определяется нужный шаг монтажа стропил.

    Площадь стропильной системы

    При вычислении площади двускатной крыши требуется учитывать такие факторы:

    1. Суммарную площадь, которая состоит из площади двух скатов. Исходя из этого определяют площадь одного ската и полученное значение умножают на число 2.
    2. В случае, когда размеры скатов различаются между собой, площадь каждого ската находится индивидуально. Суммарная площадь вычисляется сложением полученных значений для каждого ската.
    3. В случае, когда один из углов ската больше или меньше 90 о, для того чтобы определить площадь ската, его «разбивают» на простые фигуры и вычисляют их площадь по отдельности, а затем складывают полученные результаты.
    4. При вычислении площади не учитывается площадь дымоходных труб, окон и вентиляционных каналов.
    5. Учитывается площадь фронтонных и карнизных свесов, парапетов и брандмауэрных стен.

     Расчёт стропильной системы зависит от типа крыши

    Например, дом имеет длину 9 м и ширину 7 м, стропильный брус имеет длину 4 м, свес карниза - 0,4 м, свес фронтона - 0,6 м.

    Значение площади ската находится по формуле S = (L дд +2×L фс) × (L c +L кс), где:

    • L дд – длина стены;
    • L фс – длина свеса фронтона;
    • L c – длина стропильного бруса;
    • L кс – длина свеса карниза.

    Получается, что площадь ската равна S = (9+2×0,6) × (4+0,4) = 10,2 × 4,4 = 44,9 м 2 .

    Суммарная площадь крыши составляет S = 2 × 44,9 = 89,8 м 2 .

    Если в качестве кровельного материала используется черепица или мягкое покрытие в рулонах, то длина скатов станет на 0,6–0,8 м меньше.

    Размер двускатной кровли рассчитывают с целью определения требуемого количества кровельного материала. С увеличением угла наклона крыши увеличивается и расход материала. Запас должен составлять порядка 10–15%. Он обусловлен укладкой внахлёст. Для определения точного количества материала с учётом наклона скатов лучше всего использовать справочники.

    Видео: стропильная система двускатной крыши

    Как рассчитать длину стропил вальмовой крыши

    Несмотря на разнообразие типов крыш, их конструкция состоит из одних и тех же элементов стропильной системы. Для крыш вальмового типа:


    Видео: стропильная система вальмовой крыши

    Что влияет на угол наклона стропил

    Например, наклон односкатной кровли равен порядка 9–20 о, и зависит от:

    • типа кровельного материала;
    • климата в регионе;
    • функциональных свойств строения.

    В случае, когда у кровли имеется два, три или четыре ската, то кроме географии строительства влияние будет оказывать и назначение чердачного помещения. Когда назначение чердака будет состоять в хранении различного имущества, то большая высота не требуется, а в случае использования в качестве жилого помещения потребуется оборудование высокой крыши с большим углом наклона. Отсюда и вытекает:

    • внешний вид фасадной части дома;
    • применяемый материал кровли;
    • влияние погодных условий.

    Естественно, что для местности с сильным ветром оптимальным выбором будет крыша с малым углом наклона - для снижения ветровой нагрузки на конструкцию. Это относится и к регионам с жарким климатом, где зачастую количество осадков минимально. В областях с большим количеством осадков (снег, град, дождь) требуется максимальный угол наклона кровли, который может составлять до 60 о. Такая величина угла наклона минимизирует снеговую нагрузку.


     Угол наклона ската любой крыши во многом зависит от особенностей климата

    В итоге для правильного расчёта угла наклона кровли требуется учитывать все вышеуказанные факторы, поэтому расчёт будет вестись в диапазоне величин от 9 о до 60о. Очень часто результат расчётов показывает, что идеальный угол наклона лежит в пределах от 20 о до 40 о. При этих значениях допускается применение почти всех типов кровельных материалов - профнастила, металлочерепицы, шифера и прочих. Но следует учесть, что каждый кровельный материал также имеет свои требования к конструкции крыш.

    Не имея в распоряжении размеров стропил нельзя начать возведение крыши. Отнеситесь к данному вопросу со всей серьёзностью. Не ограничивайтесь только расчётами стропильной системы, выбором её конструкции и определением действующих нагрузок. Строительство дома является цельным проектом, в котором все взаимосвязано. Ни в коем случае не следует рассматривать по отдельности такие элементы, как фундамент, несущая конструкция стен, стропила, кровля. Качественный проект обязательно учитывает все факторы комплексно. И если планируется строительство жилья для собственных нужд, то лучшим решением станет обращение к специалистам, которые решат насущные вопросы и выполнят проектирование и строительство без ошибок.

    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:

    Вконтакте

    Красивой и надежной.

    А что является основой любой крыши?

    От того, насколько правильно будет проведен расчет параметров элементов стропильной системы, будет зависеть, насколько крыша будет прочной и надежной.

    Поэтому еще на стадии составления проекта здания выполняется отдельный расчет стропильной системы.

    Факторы, учитываемые при расчете стропил

    Невозможно выполнить расчет правильно, если не учесть интенсивность различных нагрузок, которые будут воздействовать на кровлю дома в разные периоды.

    Влияющие на кровлю факторы принято классифицировать на:

    1. Постоянные нагрузки. К этой категории относят те нагрузки, которые на элементы системы стропил воздействуют постоянно.Независимо от времени года. К этим нагрузкам относятся вес кровли, обрешетка, гидроизоляция, тепло — и пароизоляция и все иные элементы крыши, которые имеют фиксированный вес и постоянно создают нагрузку на систему стропил.Если в планах установить на крыше какое-либо оборудование (снегозадержатели, антенна спутникового телевидения, антенна изернета, системы дымоудаления и вентиляции и пр.), то к постоянным нагрузкам следует обязательно прибавить вес такого оборудования.
    2. Переменные нагрузки. Эти нагрузки называют переменными из-за того, что стропильную систему они нагружают только в какой то определенный период времени, а в другое время эта нагрузка минимальна или ее нет вовсе.К таким нагрузкам относится вес снегового покрова, нагрузка от дующих ветров, нагрузка от людей, которые будут обслуживать кровлю и пр.
    3. Особый тип нагрузок. К этой группе относятся нагрузки, которые возникают в районах, где очень часто возникают ураганы или оказывается сейсмическое воздействие.В таком случае нагрузку учитывают, чтобы в конструкцию заложить дополнительный запас прочности.

    Расчет параметров стропильной системы довольно сложен.

    И новичку его сделать сложно, так как очень много факторов, которые влияют на крышу, необходимо учитывать.

    Ведь, кроме вышеперечисленных факторов, необходимо также учесть вес всех элементов стропильной системы и крепежных элементов.

    Поэтому на помощь расчетчикам приходят специальные программы для расчета.

    Определение нагрузки на стропила

    Вес кровельного пирога

    Чтобы узнать нагрузку на стропила нашего дома, следует вначале вычислить вес кровельного пирога.

    Такой расчет сделать несложно, если знать общую площадь кровли и материалы, которые используются при создании этого самого пирога.

    Вначале считают вес одного квадратного метра пирога.

    Суммируется масса каждого слоя и умножается на поправочный коэффициент.

    Равняется этот коэффициент 1.1.

    Вот типичный пример расчета веса кровельного пирога.

    Допустим, вы приняли решение в качестве кровельного материала использовать ондулин.

    И это верно!

    Ведь ондулин является надежным и недорогим материалом. Именно по этим причинам он так популярен среди застройщиков.

    Итак:

    1. Ондулин: его вес составляет 3 кг на 1 квадратный метр.
    2. Гидроизоляция. Используется полимерно-битумный материал. Один квадратный метр ее весит 5 кг.
    3. Слой утеплителя. Используется минеральная вата. Вес одного квадрата составляет 10 кг.
    4. Обрешетка, доски толщиной 2.5 см. Вес 15 кг.

    Суммируем полученные данные: 3+5+10+15= 33 кг.

    Теперь полученный результат необходимо умножить на 1.1.

    Наш поправочный коэффициент.

    Итоговая цифра получается 34.1 кг.

    Это вес одного квадратного метра кровельного пирога.

    Общая площадь кровли, например, 100 кв. метров.

    Значит, весить она будет 341 кг.

    Это очень мало.

    Вот в этом и есть одно из преимуществ ондулина.

    Рассчитываем снеговую нагрузку

    Момент очень важный.

    Потому, что во многих районах нашей зимой выпадает довольно приличное количество снега.

    А это очень большой вес, который обязательно учитывают!

    Для расчета снеговой нагрузки используется карта снеговых нагрузок.

    Определяете свой регион и выполняете расчет снеговой нагрузки по формуле

    В этой формуле:

    — S является искомой снеговой нагрузкой;

    — Sg - масса снежного покрова.

    Учитывается вес снега на 1 кв. метр.

    Этот показатель свой в каждом регионе.

    Все зависит от месторасположения дома.

    Для определения массы и используется карта.

    — µ — это коэффициент поправки.

    Зависит показатель этого коэффициента от угла наклона кровли.

    Если угол наклона скатов составляет меньше 25 градусов, то коэффициент равняется 1.

    При угле наклона 25 — 60 градусов коэффициент равняется 0.7.

    Если угол наклона больше, чем 60 градусов, то коэффициент не учитывается.

    Например, дом построен в Московской области.

    Скаты имеют угол наклона 30 градусов.

    Карта нам показывает, что дом располагается в 3 районе.

    Масса снега на 1 кв. метр составляет 180 кг.

    Выполняем расчет, не забывая про коэффициент поправки:

    180 х 0,7= 126 килограмм на 1 кв. метр кровли.

    Определение ветровых нагрузок

    Для расчета нагрузок от ветра также используют специальную карту с разбивкой по зонам.

    Используют такую формулу:

    Wo - это нормативный показатель, определяемый по таблице.

    В каждом регионе существуют свои таблицы ветров.

    А показатель k - это поправочный коэффициент, который зависит от высоты дома и типа местности.

    Рассчитываем деревянные стропила

    Длина стропил

    Расчет длины стропильной ноги относится к самым простым геометрическим расчетам.

    Поскольку вам понадобится всего лишь два размера: ширина и высота, а также теорема Пифагора.

    Чтобы расчет был более понятным, посмотрите на рисунок ниже.

    Нам известны два расстояния:

    — а - это высота от нижней до верхней точки внутренней части стропил.

    Первый катет;

    — b - это величина, равная половине ширины крыши.

    Второй катет.

    — с - это гипотенуза треугольника.

    с²=(2 х 2)+(3 х 3).

    Итого с²=4+9=13.

    Теперь надо получить корень квадратный из 13.

    Можно, конечно, взять таблицы Брадиса, но на калькуляторе удобнее.

    Получаем 3.6 метра.

    К этому числу теперь нужно прибавить длину выноса d чтобы получить искомую длину стропил.

    Рассчитываем и подбираем сечение элементов стропильной системы

    Сечение досок, которые мы будем использовать для изготовления стропил и прочих элементов системы стропил, зависит от того, какую длину имеют стропила, с каким шагом они будут устанавливаться и от величин снеговой и ветровой нагрузки, которые существуют в конкретном регионе.

    Для простых конструкций используют таблицу типовых размеров и сечений доски.

    Если конструкция очень сложная, то лучше использовать специальные программы.

    Рассчитываем шаг и количество стропильных ног

    Называется расстояние между их основаниями.

    Специалисты считают, что минимальное расстояние должно составлять 60 см.

    А оптимальным расстоянием является 1 метр.

    Выполняем расчет расстояния между стропилами:

    • выполняем измерение дины ската по карнизу;
    • затем полученную цифру следует разделить на предполагаемый шаг стропил. Если шаг планируется 60 см, то следует делить на 0.6.Если 1 метр - то делить на 1. О предварительном выборе шага будет дальше;
    • затем к поученному результату следует прибавить 1 и округлить полученное значение в большую сторону. Таким образом, получаем количество стропил, которые могут быть установлены на крыше вашего дома;
    • общую длину ската необходимо разделить на количество стропил, чтобы получить шаг стропил.

    Например, длина ската кровли равняется 12 метров.

    Предварительно выбираем шаг стропил 0.8 метра.

    12/0.8 = 15 метров.

    Прибавляем единицу 15+1=16 стропил.

    Если бы получилось дробное число, то мы бы округлили его в большую сторону.

    Теперь от 12 метров следует поделить на 16.

    В итоге 1216=0.75 метра.

    Вот оптимальное расстояние между стропилами на одном скате.

    Также может быть использована таблица, о которой говорилось раньше.

    Рассчитываем деревянные балки перекрытия

    Для деревянных балок оптимальная величина пролета составляет от 2.5 до 4 метров.

    Оптимальное сечение - прямоугольное.

    Соотношение высоты и ширины 1.4:1.

    В стену балка должна заходить не менее чем на 12 см.

    В идеале балки крепят к анкерам, который заранее установлен в стене.

    Гидроизоляция балок выполняется «по кругу».

    При расчете сечения балок учитывается нагрузка от собственного веса (как правило, 200 кг/кв. метр), и эксплуатационная временная нагрузка.

    Ее значение равняется нагрузке постоянной - 200 кг/кв. метр.

    Зная величину пролета и шаг установки балок, по таблице высчитывается их сечение:

    Пролет (м)/ Шаг установки (м) 2.0 2.5 3.0 4.0 4.5 5.0 6.0
    0.6 75х100 75х150 75х200 100х200 100х200 125х200 150х225
    1 75х150 100х150 100х175 125х200 150х200 150х200 175х250

    Если же требуется более точный расчет, то пользуются калькулятором Романова.

    Расчет стропил односкатной крыши

    Односкатная крыша - самый простой вариант кровли.

    Но такой вариант подходит не для каждой постройки.

    И расчет стропил требуется в любом случае.

    Расчеты односкатной кровли начинаются с определения угла наклона.

    А зависит он от того, в первую очередь, какой материал вы планируете использовать для крыши.

    Например, для профнастила минимальный угол равняется 8 градусов.

    А оптимальный - 20 градусов.

    Расчетные программы

    Если онлайн-калькуляторы выполняют несложные расчеты, то специальное программное обеспечение способно посчитать все, что вам нужно.

    И таких программ довольно много!

    Самыми известными из них являются 3D Max и Автокад.

    У таких программ всего два недостатка:

    • чтобы ими пользоваться, необходимо обладать определенными знаниями и опытом;
    • такие программы платные.

    Существует ряд бесплатных программ.

    Большинство программ можно скачать на свой компьютер.

    Или пользоваться ими онлайн.

    Видео о расчете стропил.

    Двускатная крыша давно стала классикой зодчества. В перечень её достоинств входит простота монтажа, низкая стоимость обслуживания и практичность по части естественного удаления дождевой воды и снега. Чтобы в полной мере ощутить эти преимущества, необходимо грамотно продумать проект крыши и просчитать размеры. Только так можно сделать конструкцию долговечной и сохранить привлекательный внешний вид на долгие годы.

    Основные параметры двускатной крыши

    Подбор оптимального размера крыши - это сложный процесс поиска компромисса между желаемым обликом здания и требованиями его безопасности. В правильно спроектированной кровле все пропорции близки к идеальным. К основным параметрам двускатной крыши относят угол наклона, высоту конька, ширину крыши и её свесов.

    Уклон крыши - это величина, определяющая положение ската относительно линии горизонта. Выбор этого показателя осуществляется на этапе проектирования конструкции. Традиционно оба ската двускатной кровли выполняются с одинаковыми углами наклона, но встречаются и несимметричные разновидности.

    Чаще всего встречаются крыши с уклоном от 20° до 45°

    Единицей измерения уклона служат градусы. Для крыш принят диапазон 1 0 -45 0 . Чем больше цифра, тем остроугольнее строение, и наоборот, при уменьшении градуса крыша становится покатой.
    В зависимости от уклона выделяют несколько видов крыш:

    • плоская (менее 5°), достоинства которой - небольшой расход материалов и лёгкость ухода, а недостатки - обязательное наличие хорошей системы гидроизоляции и мер по предотвращению накапливания снега;
    • пологая (до 30°), позволяющая использовать в качестве кровельного покрытия все существующие материалы, но более дорогая по стоимости, чем плоская;
    • крутая (более 30°), способная к самоочищению, но не обладающая стойкостью к ветровой нагрузке.

    Инструментом для замера угла ската служит уклономер. Современные модели снабжены электронным табло и пузырьковым уровнем. Когда устройство ориентировано горизонтально, на шкале высвечивается «0».

    Производители предлагают приобрести уклономеры с лазерными датчиками, позволяющими производить замеры на удалении от объекта

    Фотогалерея: крыши с различными значениями уклона

    Нагрузка на кровлю с уклоном 45° градусов в 5 раз выше, чем на кровлю с углом 11°
    Крутые скаты в силу большого укла уклона хорошо отводят осадки
    Разноуклонная крыша возводится при необходимости связать стены разной высоты или соседнюю пристройку с домом
    Минимальный угол ската, рекомендованный строителями, 14°

    В ряде нормативных документов, например, СНиП II-26–76 «Кровли», уклон указывается в процентах. Строгих рекомендаций по единому обозначению параметра не существует. Но значение в процентах сильно рознится с вариантом в градусах. Так, 1 0 равняется 1,7%, а 30 0 приравниваются к 57,7%. Для безошибочного и быстрого перевода одних единиц измерения в другие созданы специальные таблицы.

    Таблица: соотношение между единицами измерения уклона

    Уклон, 0 Уклон, % Уклон, 0 Уклон, % Уклон, 0 Уклон, %
    1 1,7 16 28,7 31 60,0
    2 3,5 17 30,5 32 62,4
    3 5,2 18 32,5 33 64,9
    4 7,0 19 34,4 34 67,4
    5 8,7 20 36,4 35 70,0
    6 10,5 21 38,4 36 72,6
    7 12,3 22 40,4 37 75,4
    8 14,1 23 42,4 38 78,9
    9 15,8 24 44,5 39 80,9
    10 17,6 25 46,6 40 83,9
    11 19,3 26 48,7 41 86,0
    12 21,1 27 50,9 42 90,0
    13 23,0 28 53,1 43 93,0
    14 24,9 29 55,4 44 96,5
    15 26,8 30 57,7 45 100

    Высота конька

    Другим важным параметром крыши является высота конька. Конёк - это верхняя точка стропильной системы, расположенная в месте пересечения плоскостей скатов. Он служит опорой для стропил, придавая крыше необходимую жёсткость, и позволяет равномерно распределить нагрузку на всю конструкцию. Конструктивно представляет собой горизонтальное ребро, выполненное из деревянной балки. Если представить двускатную крышу в виде треугольника, то высота конька - это расстояние от основания до вершины фигуры.

    По правилам геометрии, высота конька равняется длине катета прямоугольного треугольника

    Общая ширина крыши и ширина свесов

    Общая ширина крыши определяется шириной её коробки (размером стропильной системы) и шириной карнизных свесов.

    Свес - это выступающая за стены часть крыши. Ширина свеса - это расстояние от места пересечения несущей стены с кровлей до низа кровельного полотна. Несмотря на скромные габариты и небольшой удельный процент в общей площади, свес играет ключевую роль при эксплуатации дома. Карниз защищает наружные стены от попадания на них атмосферных осадков, сохраняя их покрытие в первозданном виде. Он создаёт тень в придомовой территории в летний зной и укрывает людей во время снегопада. Кроме того, свес облегчает отвод дождевых вод с крыши.

    Необходимый размер карнизного свеса В получают путём удлинения или наращивания стропильных ног

    Существует 2 разновидности свесов, отличающихся местом нахождения и шириной:

    • фронтонный - небольшой по ширине участок кровельного ската, расположенный со стороны фронтона;
    • карнизный - более широкий свес, который находится вдоль крыши.

    Для защиты нижней поверхности свес обшивают обрезной доской, сайдингом или софитами

    Фотогалерея: крыши с различной шириной свесов

    Оптимальная ширина карниза находится в пределах 50–60 см
    Край крыши заканчивается у верхней линии фронтона или стены
    Дома, построенные в средиземноморском стиле, имеют узкие свесы и небольшой угол уклона
    Широкий карниз придает монументальность всей постройке

    Факторы, влияющие на параметры крыши

    Первым этапом строительства крыши является проработка и составление техплана. В нём необходимо учесть все нюансы, которые повлияют на срок эксплуатации крыши. Параметры конструкции определяются при рассмотрении группы факторов: климатических особенностей региона, наличия чердака и вида кровельного материала .

    В зависимости от местности, в которой находится постройка, на неё могут оказывать влияние различные природные силы и нагрузки. Среди них - ветровое, снеговое давление и воздействие воды. Определить их значение можно, обратившись в специальную строительную организацию, выполняющую подобные изыскания. Для тех, кто не ищет простых путей, есть вариант самостоятельно определить параметры.

    Ветровая нагрузка

    Ветер создаёт значительное давление на стены и крышу здания. Поток воздуха, встречающий на своем пути препятствие, разделяется, устремляясь в противоположных направлениях: к фундаменту и свесу кровли. Чрезмерное давление на свес может стать причиной срыва кровли. Чтобы уберечь постройку от разрушения, оценивают аэродинамический коэффициент, зависящий от угла наклона ската.
    Чем круче скат и выше конёк, тем сильнее ветровая нагрузка, приходящаяся на 1м 2 поверхности. В этом случае ветер стремится опрокинуть крышу. На пологие крыши ураганный ветер воздействует иначе - подъёмная сила приподнимает и уносит венец дома. Поэтому для областей со слабой или умеренной силой ветра можно проектировать крыши с любой высотой конька и углом наклона. А для мест с сильными порывами ветра рекомендуются низкоскатные виды от 15 до 25°.

    Кроме горизонтального воздействия, ветер оказывает давление в вертикальной плоскости, придавливая кровельный материал к обрешётке

    Расчёт ветровой нагрузки на двускатную крышу

    Расчётная ветровая нагрузка есть произведение двух составляющих: нормативного значения параметра (W) и коэффициента (k), учитывающего изменение давления в зависимости от высоты (z). Нормативное значение определяют при помощи карты ветровой нагрузки.

    Территория страны поделена на 8 зон с разными номинальными значениями ветровой нагрузки

    Коэффициент высоты вычисляется по таблице ниже исходя из соответствующего вида местности:

    1. А - прибрежные участки водоёмов (морей, озёр), пустыни, степи и тундра.
    2. B - городская зона с препятствиями и застройками высотой 10–25 м.
    3. С - городская зона с сооружениями от 25 м в высоту.

    Таблица: коэффициент для расчёта ветровой нагрузки

    Высота z, м Коэффициент k для разных видов местности
    А В С
    до 5 0,75 0,50 0,40
    10 1,00 0,65 0,40
    20 1,25 0,85 0,55
    40 1,50 1,10 0,80
    60 1,70 1,30 1,00
    80 1,80 1,45 1,15
    100 2,00 1,60 1,25
    150 2,25 1,90 1,55
    200 2,45 2,10 1,80
    250 2,65 2,30 2,00
    300 2,75 2,50 2,20
    350 2,75 2,75 2,35
    480 2,75 2,75 2,75

    Рассмотрим пример. Необходимо определить расчётную ветровую нагрузку и сделать вывод о приемлемом уклоне крыши. Исходные данные: регион - город Москва с видом местности В, высота дома 20 м. Находим на карте Москву - зона 1 с нагрузкой 32 кг/м 2 . Методом совмещения строк и столбцов таблицы получаем, что для высоты 20 м и вида местности В искомый коэффициент равняется 0,85. Перемножив два числа, определяем, что ветровая нагрузка составит 27,2 кг/м 2 . Так как полученное значение не является большим, то возможно применение уклона в 35–45°, в противном случае нужно принимать угол ската 15–25°.

    Снеговая нагрузка

    Снежные массы, накапливающиеся на крыше, оказывают определённое давление на кровлю. Чем больше сугробы, тем больше нагрузка. Но опасно не только давление снега, но и его подтаивание при повышении температуры. Средний вес только что выпавшего снега в расчёте на 1 м 3 достигает 100 кг, а в сыром виде эта цифра увеличивается троекратно. Всё это может стать причиной деформации кровли, нарушения её герметичности, а в некоторых случаях привести к обрушению конструкции.

    Чем больше угол уклона ската, тем легче снеговые отложения удаляются с крыши. В районах с обильными снегопадами следует принять максимальную крутизну скатов 60º. Но и сооружение крыши с уклоном 45º способствует естественному отводу снега.

    Под действием тепла, идущего снизу, снег тает, увеличивая риск образования протечек

    Расчёт снеговой нагрузки на двускатную крышу

    Значение снеговой нагрузки получают умножением средней нагрузки (S), характерной для определённого типа местности, и поправочного коэффициента (m). Среднее значение S находят по карте снеговой нагрузки России.

    Территория России включает 8 снеговых районов

    Поправочный коэффициент m варьируется в зависимости от уклона крыши:

    • при угле кровли до 25 0 m равняется 1;
    • среднее значение m для диапазона 25 0 –60 0 равняется 0,7;
    • для крутоуклонных крыш с углом более 60 0 коэффициент m в расчётах не участвует.

    Рассмотрим пример. Необходимо определить снеговую нагрузку для дома с углом ската 35 0 , размещённого в Москве. По карте находим, что требуемый город расположен в зоне 3 со снеговой нагрузкой 180 кг/м 2 . Коэффициент m принимается равным 0,7. Следовательно, искомая величина 127 кг/м 2 получится, если перемножить два этих параметра.

    Суммарная нагрузка, складывающаяся из веса всей кровли, снеговой и ветровой нагрузки, не должна быть более 300 кг/м 2 . В противном случае следует подобрать более лёгкий кровельный материал или изменить угол уклона ската.

    Тип крыши: чердачная или бесчердачная

    Существует 2 типа двускатных крыш: чердачная и бесчердачная. Их названия говорят сами за себя. Так, чердачная (раздельная) крыша оснащена нежилым чердаком, а бесчердачная (совмещённая) - эксплуатируемой мансардой. Если предполагается использовать пространство под крышей для хранения неиспользуемых в каждодневном обиходе предметов, то нет смысла увеличивать высоту конька крыши. И наоборот, при планировании в подкрышном помещении жилой комнаты следует увеличить высоту конька.

    Высота любого типа крыши должна быть достаточной для осуществления внутреннего ремонта

    Для нежилых крыш высоту конька определяют правила противопожарной безопасности. Строительные нормативы гласят, что чердак должен содержать сквозной проход высотой 1,6 м и длиной 1,2м. Для жилых крыш высоту устанавливают, исходя их удобства проживания и беспроблемного размещения мебели.

    Вид кровельного материала

    Ещё недавно строительный рынок предлагал всего лишь несколько наименований кровельных материалов. Это был традиционный шифер и стальной оцинкованный лист. Сейчас ассортимент заметно пополнился новыми продуктами. При выборе материала для крыши следует учитывать несколько правил:

    1. При уменьшении габаритов штучных кровельных материалов угол наклона увеличивают. Это связано с большим количеством стыков, которые являются потенциальными местами протечек. Поэтому сход осадков стараются сделать максимально быстрым.
    2. Для крыш с малой высотой конька предпочтительнее применять рулонные кровельные материалы или крупнолистовые полотна.
    3. Чем больше весит кровельный материал, тем круче должен быть уклон крыши.

    Интервал возможных уклонов описан в инструкции производителя по монтажу кровли

    Тип материала Минимальный
    уклон, 0     		Примечание
    Металлочерепица 22 Теоретически, возможен монтаж на крышу с углом от 11 0 –12 0 , но для лучшей герметизации выбирайте больший уклон
    Профнастил 5 При изменении угла наклона в большую сторону увеличивают нахлёст одного листа на другой
    Асбоцементный шифер 25 При уклоне меньше рекомендуемого на крыше накопиться снег, под весом которого кровельный материал разрушится
    Мягкая рулонная кровля
    (рубероид, ондулин)     		2 Минимальный угол уклона зависит от количества слоёв: для одного слоя 2 0 , а для трёх - 15 0
    Фальцевая кровля 7 Для кровли с небольшим уклоном рекомендуется приобретать двойной стоячий фальц

    Себестоимость двускатной крыши

    Логично, что при увеличении уклона ската возрастает площадь крыши. Это ведёт к повышенному расходу пило- и кровельных материалов и комплектующих (гвозди, саморезы) для их закрепления. Себестоимость крыши с углом 60° в 2 раза больше, чем создание плоской кровли, а уклон 45° обойдётся в 1,5 раза дороже.

    Чем больше суммарная нагрузка на кровлю, тем большее сечение бруса используют для стропильной системы. При небольшом уклоне крыши шаг обрешётки уменьшают до 35–40 см или делают каркас сплошным.

    Безошибочное вычисление размеров крыши сэкономит семейный бюджет

    Видео: стропильная система и параметры крыши

    Расчёт параметров крыши

    Для быстрого расчёта габаритов крыши можно использовать онлайн-калькулятор. В поля программы вводятся исходные данные (размеры основания здания, тип кровельного материала, высота подъёма), а результатом является требуемое значение величины наклона стропил, площадь крыши, вес и количество кровельного материала. Небольшой минус - этапы расчёта скрыты от пользователя.

    Для большего понимания и наглядности процесса можно провести самостоятельные вычисления параметров крыши. Существует математический и графический метод расчёта крыши. Первый основан на тригонометрических тождествах. Двускатную крышу представляют в виде равнобедренного треугольника, размеры которого являются параметрами крыши.

    С помощью формул тригонометрии можно рассчитать параметры крыши

    Расчёт угла уклона скатов крыши

    Исходными данными для определения угла уклона служит выбранная высота крыши и половина её ширины. В качестве примера рассмотрим классическую двускатную крышу с симметричными скатами. Имеем: высоту конька 3 м, длина стены 12м.

    Размеры с и d принято называть заложением крыши

    Последовательность расчёта уклона:

    1. Разбиваем условную крышу на 2 прямоугольных треугольника, для чего проводим перпендикуляр от вершины к основанию фигуры.
    2. Рассматриваем один из прямоугольных треугольников (левый или правый).
    3. Так как конструкция симметрична, то проекции скатов c и d будут одинаковыми. Они равны половине длине стены, т. е. 12/2 = 6 м.
    4. Для вычисления угла уклона ската А рассчитываем его тангенс. Из школьного курса помним, что тангенс есть отношение противолежащего катета к прилежащему. Противоположная сторона - это высота крыши, а прилежащая - половина длины крыши. Получаем, что тангенс равен 3/6 = 0,5.
    5. Чтобы определить, какой угол имеет полученный тангенс, воспользуемся таблицей Брадиса. Найдя в ней значение 0,5, находим что угол ската равен 26 0 .

    Для перевода тангенсов или синусов угла в градусы можно применять упрощённые таблицы.

    Таблица: определение уклона ската через тангенс угла для диапазона 5–60 0

    Угол наклона
    крыши, 0     		Тангенс
    угла А     		Синус
    угла А
    5 0,09 0,09
    10 0,18 0,17
    15 0,27 0,26
    20 0,36 0,34
    25 0,47 0,42
    30 0,58 0,5
    35 0,7 0,57
    40 0,84 0,64
    45 1,0 0,71
    50 1,19 0,77
    55 1,43 0,82
    60 1,73 0,87

    Расчёт подъёма двускатной крыши и высоты конька

    Высота крыши тесно связана с крутизной ската. Она определяется способом обратным методу получения уклона. За основу расчёта берётся угол наклона кровли, который подходит для данной местности в зависимости от снеговой и ветровой нагрузки, вида кровли.

    Чем больше уклон, тем больше свободного места под крышей

    Порядок расчёта подъёма крыши:

    1. Для удобства разбиваем нашу «крышу» на две равные части, ось симметрии будет являться высотой конька.
    2. Определяем тангенс выбранного угла наклона крыши, для чего используем таблицы Брадиса или инженерный калькулятор.
    3. Зная ширину дома, вычисляем размер её половины.
    4. Высоту ската находим по формуле Н= (В/2)*tg(A), где Н - высота крыши, В - ширина, А - угол уклона ската.

    Воспользуемся приведённым алгоритмом. Например, необходимо установить высоту двускатной крыши дома с шириной 8 м и углом наклона 35 0 . С помощью калькулятора находим, что тангенс 35 0 равен 0,7. Половина ширины дома составляет 4 м. Подставляя параметры в тригонометрическую формулу, находим, что Н=4*0,7=2,8 м.

    Грамотно рассчитанная высота крыши придаёт дому гармоничный вид

    Приведённый порядок действий относится к определению подъёма крыши, т. е. расстоянию от низа пола чердака до точки опоры стропильной ног. Если стропила выступают над коньковой балкой, то полная высотка конька определяется как сумма подъема крыши и 2/3 толщины стропильной балки. Так, полная длина конька для крыши с подъёмом 2,8 м и толщиной балки 0,15 м получается равной 2,9 м.

    В местах вырубки уступов для сборки с коньковым прогоном стропила уменьшают на 1/3

    Расчёт длины стропил и ширины крыши

    Для вычисления длины стропил (гипотенуза в прямоугольном треугольнике) можно идти двумя путями:

    1. Вычислить размер через теорему Пифагора, которая гласит: сумма квадратов катетов равна квадрату гипотенузы.
    2. Воспользоваться тригонометрическим тождеством: длина гипотенузы в прямоугольном треугольнике есть отношение противолежащего катета (высота крыши) к синусу угла (наклон крыши).

    Рассмотрим оба случая. Допустим, имеем высоту подъёма крыши 2 м и ширину пролёта 3 м. Подставляем значения в теорему Пифагора и получаем, что искомая величина равна квадратному корню из 13, что составляет 3,6 м.

    Зная два катета треугольника, можно легко вычислить гипотенузу или длину ската

    Второй способ решения задачи - нахождение ответа через тригонометрические тождества. Имеем крышу с углом уклона 45 0 и высотой подъёма 2 м. Тогда длина стропил вычисляется как отношение числа подъёма 2 м к синусу наклона 45 0 , что равняется 2,83 м.

    Ширина крыши (на рисунке Lbd) складывается из длины стропил (Lc) и длины карнизного свеса (Lкc). А длина крыши (Lcd) представляет собой сумму длины стены дома (Lдд) и двух фронтонных свесов (Lфс). Для дома с шириной коробки 6 м и свесами 0,5 м ширина крыши будут равняться 6,5 м.

    Строительные нормы не регламентируют чёткое значение длины ската, её можно подбирать в широком диапазоне размеров

    Расчёт площади крыши

    Зная длину ската и ширину крыши, можно легко найти её площадь, перемножив указанные размеры. Для двускатной кровли общая площадь крыши равняется сумме площадей обеих поверхностей скатов . Остановимся на конкретном примере. Пусть крыша дома имеет ширину 3 м и длину 4 м. Тогда площадь одного ската равняется 12м 2 , а общая площадь всей крыши 24м 2 .

    Неверный расчёт площади крыши может привести к дополнительным затратам при покупке кровельного материала

    Расчёт материалов для крыши

    Чтобы определить количество кровельных материалов, необходимо вооружиться площадью крыши. Все материалы кладут внахлёст, поэтому при покупке следует делать небольшой запас в 5–10% от номинальных вычислений. Правильный расчёт количества материалов существенно сэкономит бюджет строительных работ.

    Общие правила для расчёта пиломатериалов:

    1. Габарит и сечение мауэрлата. Минимально возможное сечение бруса - 100×100 мм. Длина соответствует периметру коробки, запас на соединения устанавливают в районе 5%. Объем бруса получают перемножением размеров сечения и длины. А если умножить полученное значение на плотность древесины, то найдётся масса пиломатериала.
    2. Размер и количество стропил. За основу расчёта берут общую нагрузку на крышу (давление кровельного пирога, снега и ветра). Предположим, что общая нагрузка равняется 2400 кг/м 2 . Средняя нагрузка, приходящаяся на 1 м стропил, составляет 100 кг. Учитывая это, метраж стропил будет равен 2400/100=24 м. Для длины стропил 3 м, получаем всего 8 стропильных ног или 4 пары. Сечение стропил принимают от 25х100 мм и выше.
    3. Объём материала для обрешётки. Зависит от вида кровельного покрытия: для битумной черепицы сооружают сплошную обрешётку, а для профнастила или асбоцементного шифера разреженную.

    Расчёт кровельных материалов рассмотрим на примере металлочерепицы. Это листовой материал, монтируемый на крышу в один или несколько рядов.

    Последовательность расчёта:

    1. Определение количества листов. Полотно металлочерепицы имеет полную 1180 мм и рабочую 1100 мм ширину. Последняя меньше реальной и не учитывается в расчёте, так как идёт для перекрытия стыков. Количество листов определяют как отношение полной ширины крыши (вместе со свесами) к полезной ширине листа. Причём результат деления округляют в большую сторону до целого значения. Так, для крыши с шириной ската 8 м и полотном металлочерепицы «Монтеррей» шириной 1,1 м количество листов находится по формуле: 8/1,1=7,3 шт, а с учётом округления 8 шт. Если полотно кладут в несколько вертикальных рядов, то длину ската делят на длину кровельного полотна с учётом нахлеста между листами до 15 см. Учитывая, что крыша двускатная, значение увеличивают вдвое, т. е. всего потребуется 16 листов.
    2. Определение общей площади. Для определения общей площади кровельного материала количество полотен умножают на полную площадь (произведение полной ширины и длины) одного листа. В нашем случае 8*(1,18 м*5 м)=47,2 м 2 . Для двускатных конструкций результат умножают на два. Получаем, что вся площадь крыши составляет 94,4 м 2 .
    3. Определение количества гидроизоляции. Стандартный рулон гидроизоляционного материала имеет площадь 65м 2 без нахлёста. Количество рулонов получают делением общей площади крыши на площадь плёнки, т. е. 94,4 м 2 /65 м 2 = 1,45 или 2 полных рулона.
    4. Определение количества крепежа. На 1 м 2 кровли приходится 6–7 саморезов. Тогда, для нашей ситуации: 94,4 м 2 * 7 = 661 саморез.
    5. Определение числа доборов (коньков, ветровых планок). Общий метраж планок составляет 2 м, а рабочая зона - 1,9 м из-за частичного перекрытия. Разделив длину ската на рабочую длину планок, получаем необходимое число доборов.

    Видео: расчёт материалов для двускатной кровли с помощью онлайн-калькулятора

    Графический метод определения параметров крыши заключается в её прочерчивании в уменьшенном масштабе. Для него понадобится листок бумаги (обычной или миллиметровой), транспортир, линейка и карандаш. Порядок действий:

    1. Подбирается масштаб. Его оптимальное значение составляет 1:100, т. е. на каждый 1 см бумажного листа приходится 1 м сооружения.
    2. Вычерчивается горизонтальный отрезок, длина которого соответствует основанию крыши.
    3. Находится середина отрезка, от точки которой вверх проводится перпендикуляр (вертикальная линия под углом 90 0).
    4. С помощью транспортира от границы основания крыши откладывается требуемый угол кровли и проводится наклонная линия.
    5. Место пересечения наклонной линии с перпендикуляром даёт высоту подъёма крыши.

    Видео: расчёт материалов для двускатной кровли вручную

    Первое, на что обращают внимание - это визуальный облик крыши. Архитекторы следят за тем, чтобы кровля гармонично сочеталась с фасадом здания. Но одной красоты недостаточно. Важно правильно рассчитать параметры, чтобы конструкция получилась прочной и функциональной. Пренебрежение снеговой и ветровой нагрузкой, монтаж стропил под неправильным углом могут стать причиной разрушения крыши. А неверное определение площади крыши приведёт к дополнительным затратам на приобретение недостающих материалов. Поэтому следует ответственно подходить к вычислениям, обращая внимание на все нюансы.

    Хотите произвести расчет стропильной системы быстро, без изучения теории и с достоверными итогами? Воспользуйтесь онлайн калькулятором на сайте!

    Вы можете себе представить человека без костей? Точно так же скатная крыша без стропильной системы больше похожа на строение из сказки про трех поросят, которую запросто сметет природной стихией. Крепкая и надежная система стропил - залог долговечности конструкции крыши. Чтобы качественно сконструировать систему стропил, необходимо учесть и спрогнозировать основные факторы, влияющие на прочность конструкции.

    Принять во внимание все изгибы крыши, поправочные коэффициенты на неравномерное распределение снега по поверхности, снос снега ветром, уклон скатов, все аэродинамические коэффициенты, силы воздействия на конструктивные элементы крыши и так далее - рассчитать все это максимально приближенно к реальной ситуации, а также учесть все нагрузки и искусно собрать их сочетания - задача не из легких.

    Если хотите разобраться досконально - список полезной литературы приведен в конце статьи. Конечно, курс сопромата для полного понимания принципов и безукоризненного расчета стропильной системы в одну статью не уместить, поэтому приведем основные моменты для упрощенной версии расчета .

    Классификация нагрузок

    Нагрузки на стропильную систему классифицируются на:

    1) Основные :

    • постоянные нагрузки : вес самих стропильных конструкций и крыши,
    • длительные нагрузки - снеговые и температурные нагрузки с пониженным расчетным значением (используются при необходимости учета влияния длительности нагрузок, при проверке на выносливость),
    • переменное кратковременное влияние - снеговое и температурное воздействие по полному расчетному значению.

    2) Дополнительные - ветровое давление, вес строителей, гололедные нагрузки.

    3) Форс-мажорные - взрывы, сейсмоактивность, пожар, аварии.

    Для осуществления расчета стропильной системы принято рассчитывать предельные нагрузки, чтобы затем, исходя из подсчитанных величин, определить параметры элементов стропильной системы, способных выстоять против этих нагрузок.

    Расчет стропильной системы скатных крыш производится по двум предельным состояниям:

    a) Предел, при котором происходит разрушение конструкции. Максимально возможные нагрузки на прочность конструкции стропил должны быть меньше предельно допустимых.

    b) Предельное состояние, при котором возникают прогибы и деформация. Возникающий прогиб системы при нагрузке должен быть менее предельно возможного.

    Для более простого расчета применяется только первый способ.

    Расчет снеговых нагрузок на крышу

    Для подсчета снеговой нагрузки используют такую формулу: Ms = Q x Ks x Kc

    Q - вес снегового покрова, покрывающий 1м2 плоской горизонтальной поверхности крыши. Зависит от территории и определяется по карте на рисунке № X для второго предельного состояния - расчет на прогиб (при расположении дома на стыке двух зон, выбирается снеговая нагрузка с большим значением).

    Для прочностного расчета по первому типу величина нагрузки выбирается соответсвенно району проживания по карте (первая цифра в указанной дроби - числитель), либо берется из таблицы №1:

    Первое значение в таблице измеряется в кПа, в скобках нужная переведенная величина в кг/м2.

    Ks - поправочный коэффициент на угол наклона кровли.

    • Для крыш с крутыми склонами с углом более 60 градусов снеговые нагрузки не учитываются, Ks=0 (снег не скапливается на круто скатных крышах).
    • Для крыш с углом от 25 до 60, коэффициент берется 0,7.
    • Для остальных он равен 1.

    Угол наклона крыши можно определить онлайн калькулятором крыши соответствующего типа.

    Kc - коэффициент ветрового сноса снега с крыш. При условии пологой крыши с углом ската 7-12 градусов в районах на карте со скоростью ветра 4 м/с, Kc принимается = 0.85. На карте отображено районирование по скорости ветра.

    Коэффициент сноса Kc не учитывается в районах с январской температурой теплее -5 градусов, так как на крыше образуется ледяная корка, и сдува снега не происходит. Не учитывается коэффициент и в случае закрытия здания от ветра более высокой соседней постройкой.

    Снег ложится неравномерно. Зачастую с подветренной стороны формируется так называемый снеговой мешок, особенно в местах стыков, изломов (ендова). Следовательно, если вы хотите прочную крышу, делайте шаг стропил минимальным в этом месте, также внимательно относитесь к рекомендациям производителей кровельного материала - снег может обломить свес, если он неправильных размеров.

    Напоминаем, что расчет, приведенный выше, предложен вашему вниманию в упрощенной форме. Для более надежного расчета советуем умножить результат на коэффициент надежности по нагрузке (для снеговой нагрузки = 1,4).

    Расчет ветровых нагрузок на стропильную систему

    С давлением снега разобрались, теперь перейдем к расчетам ветрового влияния.

    В независимости от угла ската, ветер сильно воздействует на крышу: крутоскатную кровлю старается сбросить, более плоскую кровлю - поднять с подветренной стороны.

    Для расчета нагрузки ветра во внимание принимают его горизонтальное направление, при этом он дует двунаправленно: на фасад и на крышной скат. В первом случае поток разбивается на несколько - часть уходит вниз к фундаменту, часть потока по касательной снизу вертикально давит на свес крыши, пытаясь ее поднять.

    Во втором случае, воздействуя на скаты крыши, ветер давит перпендикулярно скату, вдавливая его; также образуется завихрение по касательной с наветренной стороны, огибая конек и превращаясь в подъемную силу уже с подветренной стороны, в связи с разницей в давлении ветра с обеих сторон.

    Для подсчета усредненной ветровой нагрузки используют формулу

    Mv = Wo x Kv x Kc x коэффициент прочности ,

    где Wo - нагрузка ветровая давления, определяемая по карте

    Kv - коэффициент поправки ветрового давления, зависящий от высоты здания и местности.

    Kc - аэродинамический коэффициент, зависит от геометрии конструкции крыши и направления ветра. Значения отрицательные для подветренной стороны, положительные для наветренной

    Таблица аэродинамических коэффициентов в зависимости от уклона кровли и отношения высоты здания к длине (для двускатной крыши)

    Для односкатной крыши необходимо взять коэффициент из таблицы для Ce1.

    Для упрощения расчета значение C проще взять максимальным, равным 0,8.

    Расчет собственного веса, кровельного пирога

    Для расчета постоянной нагрузки нужно рассчитать вес кровли (кровельного пирога -смотрите на рисунке X ниже) на 1 м2, полученный вес нужно умножить на поправочный коэффициент 1,1 - такую нагрузку стропильная система должна выдерживать в течение всего срока эксплуатации.

    Вес кровли складывается из:

    1. объем леса (м3), используемого в качестве обрешетки, умножается на плотность дерева (500 кг/м3)
    2. веса стропильной системы
    3. вес 1м2 кровельного материала
    4. вес 1м2 веса утеплителя
    5. вес 1м2 отделочного материала
    6. вес 1м2 гидроизоляции.

    Все эти параметры легко получить уточнив эти данные у продавца, либо посмотреть на этикетке основные характеристики: м3, м2, плотность, толщина, - произвести простые арифметические операции.

    Пример: для утеплителя плотностью в 35 кг/м3, упакованного рулоном толщиной 10 см или 0,1 м, длиной 10м и шириной 1.2м, вес 1 м2 будет равен (0.1 х 1.2 х 10) х 35 / (0.1 х 1.2) = 3.5 кг/м2. Вес остальных материалов можно рассчитать по тому же принципу, только не забывайте сантиметры в метры переводить.

    Чаще всего нагрузка кровли на 1 м2 не превышает 50 кг, поэтому при расчетах закладывают именно эту величину помноженную на 1.1, т.е. используют 55 кг/м2, которая сама по себе взята запасом.

    Еще данные можно взять из таблицы ниже:

    10 - 15 кг/м²

    Керамическая черепица

    35 - 50кг/м²

    Цементно-песчаная черепица

    40 - 50 кг/м²

    Битумная черепица

    8 - 12 кг/м²

    Металлочерепица

    Профнастил

    Вес чернового настила

    18 - 20 кг/м²

    Вес обрешётки

    8 - 12 кг/м²

    Вес стропильной системы

    15 - 20 кг/м²

    Собираем нагрузки

    По упрощенному варианту теперь необходимо сложить все найденные выше нагрузки простым суммированием, мы получим итоговую нагрузку в килограммах на 1 м2 крыши.

    Расчёт стропильной системы

    После сбора основных нагрузок можно уже определить основные параметры стропил.

    приходится на каждую стропильную ногу в отдельности, переводим кг/м2 в кг/м.

    Считаем по формуле: N = шаг стропил x Q , где

    N - равномерная нагрузка на стропильную ногу, кг/м
    шаг стропил - расстояние между стропилами, м
    Q - рассчитанная выше итоговая нагрузка на крышу, кг/м²

    Из формулы ясно, что изменением расстояния между стропилами можно регулировать равномерную нагрузку на каждую стропильную ногу. Обычно шаг стропил находится в диапазоне от 0,6 до 1,2 м. Для крыши с утеплением при выборе шага разумно ориентироваться на параметры листа утеплителя.

    Вообще при определении шага установки стропил лучше исходить из экономических соображений: высчитать все варианты расположения стропил и выбрать самый дешевый и оптимальный по количественному расходу материалов для стропильной конструкции.

    • Расчет сечения и толщины стропильной ноги

    В строительстве частных домов и коттеджей, при выборе сечения и толщины стропила, руководствуются таблицей приведенной ниже (сечение стропила указано в мм). В таблице усредненные значения для территории России, а также учтены размеры строительных материалов, представленных на рынке. В общем случае, этой таблицы достаточно для того, чтобы определить, какого сечения нужно приобретать лес.

    Таблица сечений стропил

    Однако, не следует забывать, что размеры стропильной ноги зависят от конструкции стропильной системы, качества используемого материала, постоянных и переменных нагрузок оказываемых на кровлю.

    На практике при постройке частного жилого дома чаще всего используют для стропил доски сечением 50х150 мм (толщина x ширина).

    Самостоятельный расчет сечения стропил

    Как уже упоминалось выше, стропила рассчитываются по максимальной нагрузке и на прогиб. В первом случае учитывают максимальный момент изгиба, во втором - сечение стропильной ноги проверяется на устойчивость прогибу на самом длинном участке пролета. Формулы достаточно сложные, поэтому мы выбрали для вас упрощенный вариант.

    Размеры пиломатериалов по ГОСТ

    Толщину сечения (или высоту) рассчитаем по формуле:

    a) Если угол крыши < 30°, стропила рассматриваются как изгибаемые

    H ≥ 8,6 x Lm x √(N / (B x Rизг))

    b) Если уклон крыши > 30°, стропила изгибаемо-сжатые

    H ≥ 9,5 x Lm x √(N / (B x Rизг))

    Обозначения:

    H, см - высота стропила
    Lm, м - рабочий участок самой длинной стропильной ноги
    N , кг/м - распределённая нагрузка на стропильную ногу
    B, см - ширина стропила
    Rизг , кг/см² - сопротивление древесины изгибу

    Для сосны и ели Rизг в зависимости от сорта древесины равен:


    Важно проверить, не превышает ли прогиб разрешенной величины.

    Величина прогиба стропил должна быть меньше L/200 - длина проверяемого наибольшего пролета между опорами в сантиметрах деленная на 200.

    Это условие верно при соблюдении следующего неравенства:

    3,125 x N x (Lm )³ / (B x H ³) ≤ 1

    N (кг/м) - распределённая нагрузка на погонный метр стропильной ноги
    Lm (м) - рабочий участок стропильной ноги максимальной длинны
    B (см) - ширина сечения
    H (см) - высота сечения

    Если значение выходит больше единицы, необходимо увеличить параметры стропила B или H .

    Используемые источники:

    1. СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия с последними изменениями 2008г.
    2. СНиП II-26-76 «Кровли»
    3. СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции»
    4. СНиП 3.04.01-87 «Изоляционные и отделочные покрытия»
    5. А.А.Савельев «Стропильные системы» 2000 г.
    6. К-Г.Гётц, Дитер Хоор, Карл Мёлер, Юлиус Наттерер «Атлас деревянных конструкций»


    Разделы