Стропильная система односкатной крыши: используем калькулятор для расчета стропильной системы. Через какое расстояние при устройстве крыш ставят стропила Расстояние между стропилами двухскатной крыши под шифер

Крыша является одним из главных элементов дома, поэтому стоит уделить особое внимание правильному расчету каркаса крыши. Который будет выполнять функции скелета в вашем доме. Неправильный расчет всех нагрузок может привести к плачевным результатам в виде деформации кровли с последующим ее обрушением.

Прежде чем приступить к монтажу кровельного покрытия необходимо произвести расчет стропильной системы, который будет зависеть от используемого материала, конструкции, климатических условий.

На что стоит обратить внимание перед проведением расчета

Перед началом строительства крыши необходимо выбрать тип стропильной системы. После чего произвести расчет всех нагрузок, которые будут приходиться на кровлю. К основным нагрузкам относят – вес каркаса, материала кровли, утеплителя, потолка, а также учитываются временные нагрузки, среди которых выделяют – вес снегового покрова, возможные порывы ветра, вес человека при проведении монтажа и эксплуатации крыши.

Расстояние между стропилами рассчитывают исходя из выбранного вида стропил и материала которым будет покрываться кровля.

Виды стропил

При строительстве крыш различной конструкции используют висячие или наслонные стропила. Наслонные – используются при установке одно- или двухскатных крыш. Они имеют две точки опоры – несущие стены или несущая стена и коньковый брус. Висячие стропила используют, когда необходимо перекрыть большие пролеты или создается ломанная крыша. В этом случае стропила опираются одним концом на стену, а вторым на встречную стропилу. Качество материала из которого изготовляется каркас, будет непосредственно влиять на надежность всей кровли.

Материал для стропил

В настоящее время используют дерево и металл. Деревянный брус или бревно используют в строительстве жилых домов, гаражей и прочих постройках. Железобетонные или металлические стропила используют при строительстве промышленных объектов, торговых центров, где необходимы широкие пролеты.

Методика расчета

Расстояние между стропильными ногами называют шагом стропил. Он не должен превышать одного метра, а минимальное значение – 60 см. Прежде чем произвести расчет необходимо измерить величину ската крыши. После чего полученное значение делим на ориентировочную величину шага меду стропилами. К результату прибавляют единицу и производят округление до целого числа в большую сторону. Так мы узнаем число стропил, которое нам понадобиться. Для того чтобы узнать точную величину расстояния между стропилами, для этого нам надо поделить длину скоса крыши на число стропильных ног.

Для большей наглядности, рассмотрим пример расчета:

длина скоса кровли – 28,5 м

шаг между стропилами выбираем равный 80 см

к полученному числу прибавляем единицу: 35,625+1 = 36,625

в результате получаем, что нам необходимо 37 стропильных ног

точная величина шага стропил будет равна: 28,5/37 = 0,77 м

Это общая методика расчета, которая требует корректировки в зависимости от кровельного материала.

Зависимость шага стропил от материала кровли

Самыми распространенными кровельными материалами являются шифер, металлочерепица, профнастил, ондулин, мягкая кровля.

Стропильная конструкция для крыш из шифера

Шифер имеет широкое применение как кровельный материал, благодаря своей невысокой стоимости, устойчивости к перепадам температур. Из-за тяжести материала, необходимо устанавливать мощную стропильную систему. Расстояние между стропилами в этом случае будет зависеть от сечения бруса. Оптимальным значением является расстояние в 80 см, которое позволит не только выдержать повышенный вес, но и значительные снежные, ветровые нагрузки. Обрешетку в этом случае выполняют доской шириной не менее 3 см. В зависимости от вида шифера, обрешетку выполняют сплошной для гладких листов или разреженной для волновых.

Важно: шифер должен иметь не менее трех точек опор по краям и центру.

Шаг между стропилами для металлочерепицы

Все большее распространение среди кровельных материалов приобретает металлочерепица. Которая характеризуется простым процессом монтажа, а также поможет создать вашему дому свой уникальный вид. Листы металлочерепицы имеют малый вес, которые позволяют увеличить расстояние между стропилами от 600 до 950 мм, при сечении бруса 150х50 мм. Обрешетка в этом случае будет зависеть от шага волны листа. Так для волны в 350 мм возможно расстояние между досками в 30-40 см.

Важно: на свесах карнизов, ребрах скосов шаг обрешетки делается минимальным для большей надежности кровли.

Шаг стропил под профнастил

Профнастил – это оцинкованный лист стали, покрытый специальным покрытием, защищающим его от вредного воздействия окружающей среды. Большой выбор цветового решения, ширины гофры, позволит создать надежную и эстетически привлекательную крышу. Шаг стропил под профнастил будет напрямую зависеть от характеристики применяемого вида профиля, угла наклона кровли, ее конфигурации. Так же следует учитывать тот факт, что обрешетка под профлист крепится перпендикулярно. Стропильную систему изготавливают из брусьев сечением 50-75 мм либо из доски толщиной 20-50 мм и шириной – не более 15 см. Обрешетка может быть – сплошной с зазором между досками не более 10 мм, с обычным шагом – 20-40 см, и разреженная – расстояние между досками 50-75 см. Шаг стропил под профнастил рассчитывается по общей схеме и составляет 60-90 см.

Шаг стропил кровли из ондулина

Ондулин представляет собой волнистые листы, которые имеют высокую прочность и долговечность. При такой кровле стропильная система выполняется из сосновых досок сечением 50х200 мм, с шагом – 60-90 см. Сверху выполняется разреженная обрешетка 40х50 см.

Важно: если крыша имеет угол наклона больше 50 градусов, то обрешетка должна быть сплошной.

Определение шага стропил для односкатной крыши

Односкатная крыша проста и не потребует от вас особых навыков монтажа. Чаще всего ее устанавливают на гаражи, бани, пристройки. Каркас крыши состоит из брусьев, которые опираются на стены здания. Расстояние между стропилами односкатной крыши будет зависеть от длины стропил. Здесь следует правильно подойти к выбору сечения бруса, так как чем больше расстояние, тем больше нагрузка на стропила. Для правильного подбора шага односкатной крыши следует воспользоваться данными из таблицы:

Расстояние между стропилами для двухскатной крыши

Двухскатная крыша имеет наибольшее распространение, не только из-за простоты устройства, но также из-за высокой надежности. Шаг стропил двухскатной крыши вычисляется по общей схеме. Если скосы одинаковые с обоих сторон, то можно произвести расчет одной части. Для этого определяем угол наклона скоса, здесь следует учитывать материал, которым вы будете покрывать крышу. Так при угле в 45 градусов и более можно использовать все виды покрытий. Для шифера, черепицы минимальный угол наклона составляет 22 градуса, для профнастила и мягкой черепицы – 12 градусов, для металлочерепицы – 14 градусов, для ондулина – 6 градусов. Длину стропил для двухскатной крыши рассчитывают с помощью теоремы Пифагора, в которой длина – гипотенуза, а высота крыши и половина ее ширины – катеты. Если пролеты больше 6 метров, то стропильная система дополнительно укрепляется подкосами и бабками, которые не позволят деформироваться стропильным ногам под тяжестью кровельного материала.

Итак, чтобы конструкция служила длительный период времени, была крепкой, а также надежной, стоит подумать не только о фундаменте, но и о крыше. Строительная система такого элемента играет огромную роль , ведь именно крыша берет на себя негативные моменты от изменений погодных условий, а также других ситуаций.

Стропильная система односкатной крыши должна характеризоваться определенными требованиями, среди которых:

Жесткость
Маленький вес
Качественный материал

Такие требования обязательно учитываются, чтобы конструкция служила долго.

Жесткие характеристики элемента играют важную роль, ведь именно с помощью жестких элементов происходит соединение разных деталей. Такие элементы не должны подвергаться процессам деформации , а также распора ни при каких обстоятельствах.

Основанием такой конструкции является треугольник, который делают с помощью специальной надежной рамы. Каждый элемент данной рамы закрепляется один к другому параллельно, а с помощью крепкой фиксации обеспечивается устойчивость всей конструкции.

Стропильная система односкатной крыши: схема

Но, если такие рамы будут плохо прикреплены, будут подвижными, это приведет только к негативным последствиям . Подобная крыша может разрушиться не только от сильного ветра, но и сама по себе.

Если говорить о весе, то эта крыша не должна быть тяжелой . Именно поэтому данная система производится, в большинстве случаев, из дерева. В том случае, если вес достаточно большой, необходимо делать несущее основание из металла.

Есть случаи, когда используют деревья хвойного характера , влажность которых составляет не меньше 18 процентов. Среди обязательных условий при использовании деревьев отметим:

Антисептическая обработка
Использование антипирентов

Только в таком случае узлы, в области которых происходит точное крепление всей системы, будут отличаться высокой прочностью, а также надежностью.

Высокое качество используемых материалов – одно из главных правил . Дерево должно отвечать следующим характеристикам:

Применяется 1-3 разных сорта . Важно обратить внимание, чтобы было как меньше трещин, а также сучков. На один метр материала допускается наличие 3 сучков с высотой не больше 3 сантиметров. Трещины тоже допускаются в минимальном количестве, только не по всей глубине.
Элементы несущего характера желательно делать из деталей, толщина которых не меньше 5 см., а площадь от 40 м2.
Доски из хвойных деревьев можно применять только с длиной не больше 6,5 метров, а из лиственных деревьев – до 4,5 м.
Подушки, прогоны, а также мауэрлат желательно изготавливать из деревьев, которые относятся к твердым лиственным породам . Такой материал предварительно стоит обработать с помощью того или другого качественного антисептика.

Конструкция односкатной крыши

Итак, перед началом изготовления системы очень важно знать, какие ее основные части:

Мауэрлат , что можно назвать фундаментом системы. С помощью данной детали нагрузка распределяется равномерно и правильно .
Прогон представляет собой элемент, который уверенно скрепляет все ноги стропил . Коньковый вариант находится вверху, а вот боковые элементы расположены по бокам.
Стропильная нога устанавливается для определения угла наклона ската , а также для надежности всей кровли, ее внешнего вида. Именно данное изделие фиксирует отдельные детали системы.
Затяжка помогает ногам держаться на месте , не раздвигаться. Эта деталь соединяет их в нижней части.
Стойки , а также подкосы придают дополнительную устойчивость ногам .
Обрешетка представляет собой доски, а также брусья в обрезанном виде. Она набивается перпендикулярно, передает нагрузку на стропильные ноги .
Свес всей крыши защищает от попадания осадков .
Конек является местом, в котором соединяются два ската крыши. Именно вдоль этого элемента набивается обрешетка, благодаря чему происходит усиление той или другой части крыши .
Кобылки используются в том случае, когда длина ног небольшая, в результате чего они создают свес .

ВНИМАНИЕ!

Только при учете описанных параметров вы получите надежную крышу.

Односкатная крыша характеризуется наличием одного ската, который характеризуется наклоном угла от 14 до 26 градусов. В том случае, когда крыша делается для небольшого дома, то пролет не будет превышать 5 см, поэтому рекомендуется делать систему наслонного варианта.

Опор подобной крыши делается на стены внешнего характера , а также на стену, которая существует внутри объекта. Стропильные системы используются в случаях фермы стропильные.

Кровельный пирог , а точнее, его устройство, зависит от того, какой именно окончательный вариант покрытия будет выбран. Но, независимо от материала, этот элемент максимально увеличивает «жизнь» крыши , долговечность.

Односкатный тип требует особенного внимания, так как именно данный этап строительства максимально влияет на климат, который будет конструкции.

Конструкция стропильной системы

Крепление стропил односкатной крыши

Схема крепления достаточно простая, так как представляет собой параллельно разложенные доски, которые опираются на две стены. Для установки ног используют специальные переходные элементы, которые изготовлены из древесины.

В зависимости от того, какой материал используется, в качестве переходной детали можно применять:

Мауэрлат . В вышеуказанной системе крыши с одним скатом, это две деревянные балки, которые лежат отдельно и завершают стены.
Верхняя часть стопы , которая сложена из брусьев.
Верхняя обвязка всего каркаса.

Хоть конструкция указанной крыши отличается простотой, есть и некоторые тонкости крепления стропил, о которых важно знать.

Дело в том, что узлы, которые применяются, должны учитывать все негативные моменты такого материала, как древесина .

При проектировании следует учитывать решение следующих задач:

Возможность легкого перемещения деталей из дерева один от другого
Адаптация к тем последствиям, которые могут быть после просадки каждой стены, для принятия устойчивой позиции
Исключение всех возможных причин нарушения того или другого соединения

Крепление треугольников происходит по схеме: горизонтальная сторона устанавливается на мауэрлат, фиксируется. Очень важно чтобы она имела достаточно много площади для состыковки с другими элементами.

Стропильные ноги важно установить под определенным углом к элементам опорного характера. Стоит понимать, что двух точек достаточно мало для прочного крепления, поэтому есть методы, которые применяются для избегания негативных последствий.

Прежде всего, важно увеличить общую площадь взаимодействия стропилины , а также опорной детали с помощью:

Выбрать врубки
Запилить верхние, а также нижние края ног. С помощью таких действий можно легко создать опорную площадку, повысить устойчивость.

Крепление стропил

Шаг стропил

Расстояние между стропилами односкатной крыши рассчитывают в зависимости от того, какой выбран материал, а также сечение . Такие расчеты стоит делать на этапе , используются строительные нормативы, правила.

Расчет для вышеуказанного варианта крыши очень простой. Здесь не существует стоек, а также раскосов, в результате учитывается исключительно стропила односкатной крыши.

Обычно, для такой крыши, применяется материал из дерева хвойных пород , фактор влажности которых составляет приблизительно 20-22 процента. Такие доски должны характеризоваться ровностью, отсутствием синевы.

Каждый кровочный материал характеризуется своими особенностями, поэтому отличается и шаг стропил:

При использовании расстояние зависит от размера листа . Обычно, шаг балок составляет не меньше 60 см и до 90 см. При большем расстоянии используются дополнительно доски с большим сечением- 150 мм. Важно учесть применение обрешетки, сечение которой должно составлять 30*100 мм, а монтирование проводится с учетом пролета не меньше 50 см.
часто применяется, но учитывается ее вес . Балки для такой системы предварительно просушиваются. При определении размера шага следует учитывать длину досок. При максимальной длине стоит делать минимальное расстояние между стропилами. Это же правило используется при минимальной длине балок – большое расстояние шага. Обычно, безопасным шагом считается 80 см.
Под , которая используется намного чаще, нежели два вышеуказанных материала, используются балки с маленьким сечением . Шаг в таком случае равняется числу от 60 до 90 сантиметров. Брус стоит использовать с сечением около 50*150 мм.
При использовании стоит понимать, что это в форме листов . Балки следует ставить с расстоянием, которое не будет меньше 60 сантиметров, но и не больше 90 сантиметров. Сечение бруса – 50*200, а также можно применять 50*150 мм. При использовании меньшего сечения можно ожидать негативных моментов, так как такое сечение не сможет обеспечить высокой прочности ногам.
Под , который используется очень редко , используются стропильные ноги с сечением 50*100,50*150. Шаг – не меньше 60 сантиметров, а также не больше 80. В этом случае шаг отличается в зависимости от конструкции крыши.

Таблица шага стропил

Монтаж стропильной системы

При решении самостоятельно выполнить монтаж стропил односкатной крыши, стоит сначала подготовить все элементы, а также обработать специальными средствами.

Доски стоит уложить с двух сторон определенной кровли и заложить в пазы.

Только после этого важно прикрепить несколько крайних стропил.

ОСТОРОЖНО!

Учитывайте, что важно забивать один – два гвоздя на каждый стык . Ноги устанавливаются с учетом протянутых ранее бечевок, после этого аналогично прибиваются гвоздями. После этого производится монтаж обрешетки, а также укладывается кровля.

После расчета, проектирования, существуют определенные этапы монтажа:

Монтаж несущего бруса . Большой брус укладывается вдоль стены объекта. Предварительно его стоит остругать, пропитать антисептиком . По торцу стены важно уложить рубероид, на него монтировать брус по уровню с помощью анкерных болтов.

Обработка бруса, стропительных элементов . Планируется вылет доски над свесом крыши – уровень около 40 см на каждую сторону, в зависимости от . Важно учитывать, что чем круче будет угол, тем меньше стоит делать вылет . При использовании металлочерепицы, а также профнастила шаг составляет 120 сантиметров. В случае, когда ширина больше 6 метров, шаг рекомендуется уменьшать до 1 метра. Доска врезается для прочности в мауэрлат .Вконтакте

Двухскатная крыша – одна из самых распространенных и универсальных конструкций кровли строений различного назначения. Их можно делать как холодными для нежилых чердачных помещений, так и утепленными для мансардных комнат.

Важно. Дом имеет два главных архитектурных элемента, играющих решающую роль в долговечности и безопасности эксплуатации: фундамент и крыша. Во время их проектирования нужно в точности выполнять все требования строительных норм и правил.

Проектированием и строительством стропильной системы могут заниматься только профессионалы. Они должны иметь глубокие теоретические знания и большой практический опыт выполнения подобных работ, только практика позволяет принимать оптимальные решения по ходу строительства.

Каждый дом имеет свои индивидуальные особенности, каждая партия пиломатериалов отличается по прочности, каждый несущий узел может изготавливаться и фиксироваться различными способами. Все это влияет на устойчивость стропильной системы, повышает или уменьшает сметную стоимость крыши и т. д. Нужно добиваться такого варианта, чтобы стропильная система была максимально простой в строительстве и при этом одновременно надежной и дешевой.

Есть очень много различных мнений неопытных застройщиков о том, как выбирать расстояние между стропилами. Некоторые на полном серьезе дают советы по выбору этого параметра для каждого вида кровельного материала: натуральной или искусственной штучной черепицы, металлочерепицы и профнастила, мягких битумных или шиферных покрытий На самом деле все это не так, архитекторы никогда не ставят в исходных данных во время расчета шага стропильной системы тип кровли.

Физические свойства кровельных материалов, совместно и иными факторами, оказывают влияние не на расстояние между стропилинами, а на их размеры и дополнительные конструктивные элементы стропильной системы для повышения устойчивости конструкции, среди которых:

вертикальные опоры;
горизонтальные прогоны;
угловые подпорки;
ригели и прочие специальные элементы.

В конструкции крыши деревянного дома множество различных элементов, каждый из которых выполняет свою функцию и фиксируется определенным образом. Чтобы узнать подробно, из каких элементов состоит крыша деревянного дома, . Вы найдете не только описание элементов, но и лучшие практические советы!

Перед началом расчетов инженеры имеют исходные данные (техническое задание) по всей системе, с учетом этих величин рассчитываются остальные параметры. В числе исходных данных есть и шаг стропилин, он известен до начала проектирования и не изменяется в окончательном проекте. Что именно влияет на этот параметр?

Факторы, влияющие на расстояние между стропилами	Краткое описание
	Этот фактор оказывает влияние только в том случае, если планируется делать крышу утепленной. В техническом задании на проектирование должен указываться тип и размеры используемых утеплителей, а они бывают разными. К примеру, стандартная ширина пенопласта и прессованной минеральной ваты составляет 60 см. Для того чтобы исключить образование мостиков холода, облегчить и ускорить процесс установки утеплителя и минимизировать количество непродуктивных отходов пролет между стропилинами должен быть в пределах 56–58 см. Рулонная минеральная вата может иметь ширину от 120 см до 100 см. Соответственно, для их монтажа требуется иной шаг стропильных ног.
	Чем больше расстояние, тем больше нагрузку воспринимает каждая стропильная нога. Это влияет на ее размеры и общее количество пиломатериалов для крыши. В настоящее время дерево относится к очень дорогой категории стройматериалов, нужно добиваться уменьшения расхода. Делается это как за счет использования дополнительных упоров стропильной системы для оптимального распределения нагрузки, так и за счет регулировки количества стропильных ног, что позволяет уменьшать сечение элементов крыши и экономить дорогие доски.
	Каждый дом имеет свои архитектурные особенности. Имеется в виду расположение и количество дымоходов и вентиляционных выходов, планировка чердачных помещений, материалы изготовления несущих стен, наличие деревянного мауэрлата или бетонного армирующего пояса. Стропилины не могут располагаться над дымоходами и вентиляционными трубами, мешать установке мансардных окон и т. д. Такие нюансы обязательно продумываются во время проектирования строения, они также оказывают влияние на расстояние между стропилами.

Важно. Шаг стропильных ног измеряется между осями, при выборе окончательного параметра нужно принимать во внимание толщину досок. Для монтажа утеплителя важное значение имеет расстояние между боковыми плоскостями, а не осями стропилин.

Какое влияние на расстояние стропилин оказывает тип кровельных материалов

На этом вопросе необходимо подробно остановиться, довольно много застройщиков не до конца понимают проблему. Для ответа нужно знать принципиальные отличия материалов и их влияние на расстояние и расчет стропил. Подчеркнем, что имеются в виду не эксплуатационные характеристики кровельных покрытий или их дизайнерский вид, а именно конструкционные и физические различия.

Линейные размеры. Больше всего размеры у металлических покрытий, может достигать восьми метров.

Все эти материалы имеют принципиально разные методы фиксации к стропильной системе. Но никакого влияния на шаг стропилин они не оказывают.
Прочность на изгиб. Есть ошибочное мнение, что для гибких кровельных материалов нужно уменьшать шаг, это не так. Ни одно кровельное покрытие не фиксируется непосредственно к стропильным ногам, для этого изготавливается обрешетка, при ее обустройстве учитываются способы крепления. Причем для некоторых видов кровельных покрытий нужно очень точно контролировать – материалы имеют точно предусмотренные во время изготовления места фиксации.
Вес. На расчет стропильной системы оказывают влияние только тяжелые покрытия: штучная черепица и асбестоцементный шифер. Все остальные типы кровель имеют настолько незначительную массу, что она не учитывается при проектировании конструкции.

Цены на различные виды черепицы

Черепица

Алгоритм расчета стропильной системы

Как уже выше упоминалось, расстояние между стропилинами задается на начальном этапе и зависит от характеристик утеплителей. Они влияют еще на один их важный параметр – ширину досок.

Она должна учитывать минимальную толщину утеплительного слоя с учетом климатической зоны расположения здания. Если в холодных регионах утеплитель должен иметь толщину 20 см и более, то для более теплого климата достаточно 10 см утеплителя. Соответственно, ширина доски для стропилин от 20 см до 10 см.

Практический совет. Всегда нужно учитывать стоимость пиломатериалов. Есть варианты, когда намного выгоднее для стропильных ног использовать доски шириной 10 см, а глубину ниши под утеплитель увеличивать за счет наращивания обыкновенными тонкими низкокачественными. Но во всех случаях главный критерий размеров – возможность держать максимальные расчетные нагрузки.

Расчет стропилин выполняется в несколько этапов.

Определение усилий на крышу

На скат кровли действуют несколько видов нагрузок, они имеют различное значение и свои особенности влияния на прочность системы.

Постоянные нагрузки. Имеется в виду вес строительных материалов для стропильной системы и масса кровельных покрытий. Если в качестве покрытий будут применяться тяжелые виды материалов, то их масса обязательно учитывается.

Что касается легких металлических листов, это необязательно.

Дело в том, что крыша относится к особо важному конструктивному элементу здания, а они имеют запас прочности не менее 140%. Это значит, что конструкция может выдерживать нагрузки почти в полтора раза больше от расчетных. Максимальные нагрузки на крышу создает снег и ветер. Значения этих усилий измеряются сотнями килограммов, а масса металлических листов всего несколько килограмм на квадратный метр. Коэффициент запаса прочности полностью перекрывает возможное увеличение усилий.
Переменные нагрузки. К ним причисляются снеговые и ветровые усилия, они размещаются в таблицах, имеющихся в строительных нормах и правилах. При этом учитывается расположение строения (в городе или на открытой местности), этажность, форма крыши и т. д. Нужно иметь в виду, что в последнее время климат стремительно меняется, а в таблицах сведения пятидесятилетней давности. Применять их не очень корректно, лучше брать данные из сводок гидрометцентра своего региона.

Максимальные постоянные и временные нагрузки суммируются и увеличиваются примерно на 40% для создания запаса прочности всех несущих элементов. Коэффициент запаса можно учитывать и по другой методике. После выполнения всех инженерных расчетов определяются линейные параметры стропилин, в окончательном варианте они умножаются на коэффициент 1,4, результаты используются во время создания рабочих чертежей стропильной системы. Каким способом пользоваться не имеет значения, главное соблюдать точность математических расчетов, а выполнить их может лишь специалист со специальным техническим образованием.

Методика прописана в СНиПе 2.01.07-85, в него внесены изменения некоторых формул, принятые в 2008 году. Перед тем как принимать во внимание расстояние между стропилинами, следует узнать все нагрузки, действующие на них.

Снеговые нагрузки

Цены на снегозадержатели

Снегозадержатель

Инженеры пользуются формулой

Формула 1. Определение снеговой нагрузки

Мы уже упоминали, что нормативная нагрузка может значительно отличаться от фактической, в связи с этим рекомендуется применять более современные данные. Что касается угла наклона крыши α, то этот параметр задается в исходных технических условиях на проектирование стропильной системы. Коэффициент µ определяется по формуле

Формула 2. Определение µ

Одна составляющая нескольких усилий на стропила определена, теперь следует переходить к остальным видам нагрузок.

Важно. Обратите внимание, что снеговые нагрузки в зависимости от климатического региона колеблются в пределах 120–180 кг/м2. Теперь должно быть понятным, почему вес легких кровель можно игнорировать, их усилия примерно 5–7 кг/м2, это в пределах математической ошибки. Кроме того, применяется коэффициент запаса прочности. 40% от 180 кг составляет 72 кг, эта величина намного больше массы металлических кровель и уже учтена во время расчетов стропилин на прочность.

Ветровые нагрузки

Эти усилия могут достигать существенных величин и обязательно принимаются во внимание при расчете параметров стропильных ног. При этом различаются два вида ветровых нагрузок. При наклоне скатов более 30° ветер пытается их опрокинуть, с большим усилием давит на подветренную сторону крыши. Если уклон небольшой, то из-за разностей скорости движения воздушных потоков появляется подъемная сила, отрывающая кровлю от мауэрлата. Ветровые нагрузки определяются по формуле

Коэффициент ветрового давления по высоте включает несколько факторов. Все они имеют сложную методику расчетов, которые выполняются грамотными инженерами-термодинамиками.

Для облегчения расчетов в нормативных документах есть готовая таблица, конкретный коэффициент выбирается в зависимости от:

высоты здания;
типа местности (открытая или закрытая);
высоты городских застроек.

Аэродинамический коэффициент может быть больше единицы или меньше единицы. В первом случае ветровая нагрузка увеличивается, во втором немного уменьшается. Для большинства зданий делаются упрощенные расчеты по ветровым нагрузкам, принимается, что коэффициент равен 0,8.

Масса элементов стропильной системы и кровли

С учетом особенностей обрешетки и материалов изготовления стропильных ног их общая масса может увеличивать значения нагрузок на систему в пределах 30–50 кг/м2. Как уже упоминалось, этот параметр можно игнорировать. Большой коэффициент запаса делает крыши универсальными, их можно покрывать любыми видами кровельных материалов.

Расчет стропильных ног

Расстояние между ними имеется в техническом задании на проектирование, является стабильной величиной и прописано в техническом задании на проектирование. Далее следует узнать линейные размеры стропилин, чтобы они выдерживали максимально возможные во время эксплуатации усилия. Распределенная нагрузка на погонный метр ноги определяется по формуле

У нас имеются все исходные данные для расчета распределенной нагрузки.

Теперь можно переходить к подбору оптимального сечения стропильной ноги. При этом следует руководствоваться таблицей ГОСТа 24454-80, в которой указаны стандартные размеры пиломатериалов (толщина и ширина).

Номинальные размеры толщины и ширины обрезных пиломатериалов с параллельными кромками и толщины необрезных и обрезных пиломатериалов с непараллельными кромками

Обязательно следует ознакомиться с таблицей, это нужно для понимания методики выбора досок. К примеру, при толщине 16 мм максимальная ширина доски 150 мм, а при толщине 75 мм максимальная ширина увеличивается до 275 мм.

Нужно задать ширину сечения доски и с учетом этого параметра рассчитать высоту. Используется формула

Она подходит для случаев, когда уклон крыши α < 30°.

Если угол наклона ската α > 30°, то нужно пользоваться формулой

H – искомая высота доски для стропилины;
Lmax – расстояние между самыми удаленными точками упора стропилины. Для небольших скатов равняется расстоянию от конька до мауэрлата, в других случаях нужно устанавливать различного типа упоры и измерять расстояние с учетом их расположения;
Qr – распределенная нагрузка на стропильную ногу, она вычислялась ранее;
B – толщина доски, выбирается произвольно с учетом индивидуальных особенностей стропильной системы;
Rизг – нормативные показатели сопротивления древесины на изгиб.

Зависят от качества пиломатериалов и сорта древесины, берутся из таблиц государственных стандартов. Качество пиломатериала играет решающую роль в показателях сопротивления пиломатериалов на изгиб.

К примеру, если для первого сорта сосны Rизг = 140 кг/см2, то для третьего сорта этот параметр уменьшается до 85 кг/см2. Нормативы жестко регламентируют радиус изгиба крыши, если он слишком маленький, то велики риски образования протечек из-за нарушения целостности кровельных покрытий. Для всех элементов крыши величина прогиба не может превышать L (длина рабочего участка)/200.

В СНиПе есть формула проверки условия, при котором прогиб не превышает установленные нормы

Если сумма превышает единицу, то необходимо увеличивать толщину или ширину стропильной ноги.

Пример расчета

Известно количество стропилин, эта величина всегда определяется с учетом необходимого расстояния между ними. В нашем случае шаг 80 см, угол наклона ската 35°, длина рабочего участка 280 см. Стропильная система изготавливается из сосны, радиус изгиба этого материала первого сорта 140 кг/см2. В качестве кровельного материала будет использоваться штучная цементно-песчаная черепица. Это очень тяжелый материал, его вес рекомендуется принимать во внимание. Масса квадратного метра черепицы достигает 50 кг. Теперь все исходные данные известны, можно приступать к расчетам.

С учетом климатической зоны суммарная ветровая и снеговая нагрузка равняется 253 кг/м2, к ним следует прибавить вес черепицы, итого получается 303 кг/м2. Распределенная нагрузка на стропилину вычисляется по формуле и в нашем случае составляет 242 кг/м2. Планируется стропилины делать толщиной 5 см, нужно найти их ширину.

Применяем формулу

Используется именно эта формула из-за того, что угол наклона ската более тридцати градусов. Теперь осталось проверить, не будет ли превышен максимально допустимый радиус прогиба стропилины. Если значение менее единицы – все в норме. Если оно более единицы, то необходимо увеличивать линейные размеры досок.

Цены на брус

Когда нужно рассчитывать расстояние между стропильными ногами

Такая необходимость возникает очень редко и в основном касается нежилых помещений. К примеру, застройщик уже имеет доски для изготовления стропильной системы, ему необходимо знать, на каком расстоянии фиксировать стропила, чтобы крыша выдерживала расчетные нагрузки. То есть, нужно делать обратный расчет. Если в стандартной ситуации расстояние известно и с учетом этих параметров подбираются размеры досок, то во втором случае все наоборот. Известны размеры стропильных досок, нужно определить шаг стропилин. Делается это в таком порядке.

Зная общую нагрузку на крышу и максимальную нагрузку на одну стропилину простым арифметическим действием определяем количество стропильных ног. Разумеется, все округления делаются в большую сторону, излишек запаса прочности стропильной системе никогда не повредит. Последний этап – длина ската крыши делится на минимальное количество стропилин и получается расстояние между ними. Округления нужно делать в сторону уменьшения шага.

Видео – Выбор расстояния между стропилами

О важности крыши для любого строения спорить бессмысленно. Недаром за всю историю человечества было изобретено более десятка различных видов кровель от простых до достаточно сложных в проектировании и строительстве. Важным элементом при планировании возведения крыши является шаг между стропилами – прочными брусками, являющимися основой конструкции. Об этом и пойдет речь в данной статье.

Расстояние между основой кровельных скатов не является постоянной величиной и зависит от следующих составляющих:

вида кровли;
угла наклона ската;
вида предполагаемого к установке кровельного материала;
размеров сечения стропил.

Прежде чем приступать к процессу возведения верхней конструкции дома следует выполнить расчет, определив оптимальное, расстояние между стропилами.

Шаг стропил двускатной крыши

Наибольшее распространение в нашей стране получили двускатные крыши. Они представляют собой конструкцию, имеющую две параллельных плоскости, с углом наклона относительно горизонта от 20 до 50 градусов.

При недостаточном уклоне кровли двускатной крыши в заснеженных районах есть опасность скопления больших снежных масс, что может привести к разрушению конструкции. Увеличение угла скатов в регионах с преобладанием сильных ветров также чревато высокой нагрузкой и опасностью разлома не только кровли, но и всего строения в целом.

Стропильная система мансардной крыши

Большинство частных домов имеет эксплуатируемое подкровельное пространство, называемое мансардой. Такая конструкция отличается увеличенной высотой ската, что вызвано необходимостью создания жилого помещения удобной высоты. Как правило, скаты мансардной крыши ломаные, имеющие изменяющийся угол уклона. Для их установки применяют двойную стропильную систему.

Крутизна нижних полускатов мансардной крыши значительно превышает наклон верхних их продолжений. Плоскостная нагрузка, воспринимаемая ими, не велика. Благодаря этому стропила в нижней части могут устанавливаться с максимальным шагом. Верхние коньковые скаты рекомендуется монтировать с уменьшенным промежутком друг от друга.

Стропила в односкатной крыше

Для хозяйственных построек и некоторых домов в частном исполнении применяются крыши, имеющие один скат. В связи с ограничением угла наклона на них оказывается высокое давление. Специалисты рекомендуют для стропил односкатной крыши использовать пиломатериал увеличенного сечения, с установкой минимального шага друг от друга.

При расчете расстояний, на которых устанавливаются балки кровли, особое внимание следует уделить величине снеговой нагрузки в конкретной местности. При малом уклоне эта характеристика имеет большое значение. Кровельный материал для подобных крыш лучше выбирать с минимальной собственной массой, что позволит снизить изгибающую нагрузку.

Стропильная система вальмовой крыши

Наиболее сложной в строительстве считается стропильная система вальмовой крыши. Данный вид называют четырехскатной, так как кровля образуется не только боковыми, но и дополнительными торцевыми скатами, где установка стропил осуществляется не на конек, а на угловые тетивы. Это предъявляет особые требования к организации кровельного каркаса.

Под вальмовой крышей мансарду устраивают не часто. Это связано с небольшим углом наклона стропил и кровли в целом. В случае увеличения угла скатов к горизонту, расстояние между стропилами увеличивают, при уменьшении — наоборот. Дополнительным аспектом расчета служит и используемый кровельный материал.

Зависимость шага стропил от кровельного материала

Кроме снеговых и ветровых нагрузок, относящихся к переменным, на кровлю действует и постоянная (статическая), усилие которой, зависит от используемого кровельного материала. Не секрет, что различные виды кровли обладают собственной массой, которая может отличаться в 10 и более раз.

Правильный выбор материала оказывает влияние не только на верхнюю, но и на все остальные части конструкции жилого дома и других строений. Недаром, при проектировании фундамента необходимо заранее определиться с выбором кровли.

Кровля из профлиста

В настоящее время, одним из наиболее распространенных кровельных материалов, является профилированный лист, выпускающийся оцинкованным или с последующим полимерным покрытием. К отличительным особенностям профлиста отнесят следующие параметры:

Высокая коррозионная стойкость;
Как следствие, продолжительный (более 15 лет) срок эксплуатации;
Легкий монтаж даже без необходимой квалификации;
Малая масса листа (вес 1 м 2 составляет 4-5 кг).

Так как данный кровельный материал не оказывает высокой нагрузки на стропильную систему, расстояние между элементами выбирается максимально возможным для того или иного угла наклона. Кроме этого профлист не требует высоких прочностных характеристик от обрешетки крыши. Все это вкупе позволяет минимизировать общую нагрузку на фундамент и стены.

Кровля из металлочерепицы

Вторым распространенным видом стальных кровельных материалов является металлочерепица. Этот вид профлиста, удачно имитирующий натуральный глиняный материал, но с меньшей массой (в 10 и более). Особенностью стропил под металлочерепицу является меньший размер сечения.

Выбирая, на каком расстоянии устанавливать стропила, в первую очередь следует руководствоваться динамической нагрузкой. Как и профлист, металлочерепица не требовательна к размерам стропильных ног и хорошо монтируется на обрешетку из дюймовой доски хвойных пород. Все это делает металлическую кровлю малозатратной.

Стропильная система под ондулин

В 21 веке на смену волнистых листовых материалов пришел более долговечный и легкий аналог – ондулин. Среди прочих — самый легковесных материал. Масса листа не превышает 6 кг.

Малая толщина листов ондулина при углах скатов менее 15 о требует обустройства сплошной обрешетки из листов фанеры, например, что потребует соответствующего шага стропил. На это следует обратить внимание при расчетах.

Шиферная кровля

Не так давно, широкое распространение имел волнистый материал из асбесто-цементной смеси, называемый шифером. Высокая масса и хрупкость – основные недостатки, однако и поныне он находит своих поклонников при строительстве различных хозяйственных построек.

Высокая масса, сравнимая с весом глиняной черепицы не позволит применить ту же стропильную систему, что и под металлочерепицу. Строительными нормами определен минимальный угол уклона крыши из шифера в 22 о и более. В противном случае нагрузка от самого материала и стропильной системы с обрешеткой превышает допустимые параметры. Шаг наклонных брусьев, как и их сечение выбираются индивидуально в каждом конкретном случае.

Поликарбонат на крыше

В последние годы все чаще на крышах веранд и беседок стал использоваться искусственный полимерный материал – поликарбонат. Выпускаемый в двух исполнениях – монолитный и сотовый. Первый по своим свойствам схож с обыкновенным кварцевым стеклом, но значительно превосходит его по прочности. Второй обладает меньшими механическими свойствами, но высокой теплоизоляцией и светопропускной способностью.

Сотовый поликарбонат стандартно значительно легче монолитного собрата. Его используют в качестве кровли без использования обрешетки при условии шага, не превышающего ½ ширины листа материала. Высокая прочность монолитного аналога также позволяет избегать поперечных стропилам элементов. Достаточная гибкость позволяет крыть полукруглые крыши на металлическом каркасе, шаг которого не превышает 0,9 метра.

Тематический материал:

Стропила под мягкую кровлю

Оригинальный узор можно получить благодаря использованию мягких кровельных материалов, стелящихся при помощи клеевого слоя. Устанавливаются которые на сплошную обрешетку из фанеры или ОСП. Шаг стропил должен позволять закрепить листы, поэтому его выбирают кратным ½ ширины. При условии стандартных размеров фанеры 1520х1520 мм, межосевое расстояние между стропилами будет равно: 1520:3=506 мм.

Шаг стропил под утеплитель

Монтаж жилых подкровельных пространств часто совмещают с укладкой листов утеплителя в стропильном промежутке. Наиболее распространены плиты с размерами 600х1000мм. Эти параметры и используем в качестве отправных.

Схема расчета шага стропил

По строительным нормам шаг стропил крыши располагается в интервале 0,6 – 1 метр. Окончательный его расчет выполняют по несложной формуле в зависимости от общей длины крыши. Для расчета необходимо выполнить следующий перечень действий:

определить, какое расстояние должно быть между стропилами для ваших конкретных условий строительства. По справочнику определяется величина ветровых и снеговых нагрузок в местности.
длина крыши делится на желаемое расстояние, прибавив единицу. Полученный результат будет равен количеству стропильных ног, которые устанавливаются на одном скате кровли. В том случае, если величина не является целым числом, её округляют.
длина крыши делится на рассчитанное выше количество стропил, получаем окончательный шаг в метрах.

Например, при наклоне ската в 30 градусов максимальное расстояние между стропилами двускатной крыши под металлочерепицу составляет 0,6 мера. Длина предполагается равной 16 метров. Следовательно:

16:0,6+1=27,66;
округлив результат, получим 28 стропил на один скат;
16:28=0,57 метра – межосевой промежуток стропильных ног для данных конкретных условий.

Как видно, технология расчета не сложна, но это лишь примерная схема. Учет многих других указанных выше параметров может внести определенные коррективы.

Одним из важных этапов любого строительства является сооружение крыши здания, основой которого выступает установка стропильной системы. От того, насколько верно выбран шаг стропил, т. е. расстояние между ними, будут полностью зависеть равномерное распределение веса кровли на каркас, надежность крыши и длительность ее эксплуатации в целом. При любой незначительной ошибке расчета могут произойти повреждение и обрушение всей крыши.

Сбор требуемых расчетных величин для установления шага стропил

Стропильная система включает в себя следующие составляющие:

фермы;
коньковые и боковые прогоны;
мауэрлат;
диагональные элементы.

Фермы состоят из ригеля, основания, стропильных ног, связующих и крепежных элементов. Стропильные ноги представляют собой балки, расположенные вдоль скатов, нижние концы которых соединяются с мауэрлатом, а верхние – с прогонами.

Шаг стропил представляет собой точное расстояние между двумя стропильными ногами.

Чтобы получить точное указанное значение, нужно сначала узнать значения некоторых важных для этого величин.
Все расчеты по системе покрытия крыши правильно произвести еще на стадии проектирования дома. Такое ответственное дело можно провести самому либо доверить его специалистам. Чем точнее будут расчеты, тем прочнее будет основа для крыши.

Чтобы правильно произвести все требуемые расчеты, в том числе и величину шага стропил, нужно знать:
постоянные и временные нагрузки;

их размер;

угол ската;

вид кровельного покрытия;

материал изготовления стропил;

тип кровли.

Одним из показателей, который необходимо учитывать при расчете шага стропил, считаются постоянные и временные нагрузки. К ним относятся:

вес кровельной и стропильной конструкции;

вес внутренней отделки крыши;

вес снегового покрова;

вес человека, проводящего обслуживание крыши.

Надо отметить, что эти данные берутся в специальных таблицах, разработанных учеными, в зависимости от климатических зон, по различным территориальным регионам.

Угол ската можно определить, зная длину стены дома и высоту кровли. Чем круче крыша, тем устанавливается больше, так как нагрузка на таких крышах будет передаваться в основном на несущие стены. Произведя дальнейшие расчеты, легко высчитывается длина стропил. Чаще всего они имеют стандартные величины: 4 и 6 м.

Для изготовления кровельной системы хорошо подойдет древесина хвойных пород деревьев. Пиломатериал должен быть качественным, без сучков, гнили. Перед работой все деревянные элементы нужно обработать антисептическими специальными составами.

Шаг стропил будет зависеть и от типа кровли, т. е. от функциональных особенностей и ее формы. Величина простой и сложной крыши будет различной.

То, как будет влиять вид кровельного покрытия на шаг стропил, следует рассмотреть более подробно.

Общая технология расчета расстояния между стропилами

Сделав все необходимые измерения, можно произвести конструктивный расчет шага стропил. Исходя из практики, данный показатель находится в пределах от 0,6 до 1,0 м.

Чтобы самостоятельно правильно выполнить данный расчет, необходимо придерживаться следующей технологии:

Берется общая длина кровельного ската.

Подбирается оптимальный шаг стропильной фермы.

Длину ската необходимо разделить на шаг стропил.

К полученной величине прибавляется единица.

Для получения целого числа производится округление результата в большую сторону.

Таким вычислением находится количество стропильных ферм (стропильных ног), расположенных на одном скате крыши.

Теперь вся длина кровельного ската делится на полученную величину, показывающую количество ферм. Тем самым определяется шаг стропил.

Следует отметить, что данный расчет производится по центру будущих стропил. Однако вычисления нельзя считать точными и постоянными. В каждом случае строительства кровли дома учитываются и угол уклона крыши, и особенности выбранного кровельного материала, и другие показатели. В связи с этим нужно рассмотреть особенности выбора шага стропил для самых распространенных кровельных материалов: металлической и керамической черепицы, профнастила, шифера и ондулина.

Особенности при выборе расстояния между стропилами для металлической и керамической черепицы

Металлическая черепица в качестве кровельного покрытия чрезвычайно распространена как при городском, так и загородном строительстве. Сама конструкция стропильной системы крыши при использовании металлочерепицы будет мало отличаться от общей схемы. Однако в связи с тем, что данный строительный материал имеет небольшой вес, стропила и другие элементы системы могут браться меньшего сечения, т. е. с меньшим запасом прочности. Расстояние между стропилами при использовании металлочерепицы составляет 60-95 см. Выполнение всех работ по монтажу кровли из металлочерепицы гораздо легче, чем из других кровельных материалов. Особенностью устройства обрешетки данного материала является то, что доска возле карниза должна быть толще остальных примерно на 1,5 см. Обычно сечение стропил из металлочерепицы составляет 50х150 мм.

Керамическая черепица представляет собой кровельный материал, имеющий значительный вес, который в 10 раз больше веса металлочерепицы. В связи с этим нужно более основательно подходить к расчету стропильной системы крыши. следует несколько увеличить – до 60х180 мм. Среднее расстояние между стропилами для покрытия из керамической черепицы устанавливается в диапазоне 0,8-1,3 м. Обязательно берется во внимание угол уклонов скатов: расстояние между стропилами делается больше, чем выше крыша.

Длина стропильных ног в данном случае будет оказывать сильное влияние на результат. Расстояние между стропилами уменьшается с увеличением их длины . При их большой длине могут возникнуть на прогиб повышенные нагрузки, которые можно значительно уменьшить, если дополнительно установить систему подкосов, подпирающих стоек и других элементов.

Особенности при выборе шага стропил для шифера, профнастила и ондулина

Самым распространенным кровельным материалом является шифер. Это связано с его низкой стоимостью, простотой монтажа, возможностью замены при повреждении отдельных элементов кровли.

Особенностями обрешетки под шифер является ее прореженный тип, состоящий из любого типа доски или бруса, но с обязательным их сечением не менее 30 мм. Это необходимо для правильного и качественного распределения веса шифера на обрешетку.

Оптимальным расстоянием между стропилами при сочетании нагрузки от веса листов шифера должно составлять 80 см. Стоит постоянно заботиться о запасе прочности стропильной системы, что может быть связано с различными непредвиденными обстоятельствами. В остальном ее установление под шиферную кровлю не отличается от других вариантов.

Теперь следует обратить внимание на некоторые особенности при установке стропильной системы для таких кровельных материалов, как профнастил и ондулин.

Вес у профнастила и ондулина значительно легче, чем у керамической черепицы или шифера, поэтому технология установки стропил для данных материалов практически ничем не отличается от установки металлочерепицы. Расстояние между стропилами для крыши из профнастила составляет 60-90 см, а из ондулина – 60-100 см.

При необходимости увеличения расстояния между стропильными ногами нужно укрепить конструкцию системы поперечными элементами обрешетки.

Устройство обрешетки для профнастила очень похоже с устройством обрешетки из металлической черепицы. Важно помнить, что и в данном случае последняя доска должна иметь несколько большую толщину, чем все остальные.

Особенностью установки обрешетки для ондулина следует считать необходимость сплошного ее типа для качественного сопротивления различным нагрузкам. В некоторых случаях можно использовать и обрешетку прореженного типа, но тогда шаг между стропилами должен составлять не более 30 см.

Таким образом, умея произвести все необходимые замеры, зная основы установки стропильной системы для основных материалов для кровли (черепицы, профнастила, шифера и ондулина), можно верно рассчитать расстояние между стропилами.