Толщина стропил двускатной крыши

Как правильно рассчитать длину стропил двухскатной крыши

Крыша дома является несущей конструкцией, которая на себя принимает всю внешнюю нагрузку (вес кровельного пирога, свой собственный вес, вес снежного покрова и пр.) и передает ее на все несущие стены дома или на внутренние опоры.

Помимо своих эстетических и несущих функций, кровля является конструкцией ограждающей, отделяя от внешней среды помещение чердака.


Основой крыши любого дома является стропильная система.

Это каркас, к которому прикреплена кровля.

Все нагрузки воспринимает именно этот скелет.

Состоит стропильная система из:

  • стропильных ног;
  • мауэрлата;
  • прогонов боковых и прогона конькового;
  • подкосов, диагональных связей, раскосов.

Когда все эти элементы (кроме мауэрлата) связывают между собой, то получается стропильная ферма.

Основой такой фермы является треугольник, который является самой жесткой из геометрических фигур.

Основным элементом каркаса крыши являются стропила.

Расчет стропил

Перед тем, как непосредственно начать расчет стропил, следует выяснить, какие нагрузки будут оказывать влияние на кровлю дома.

То есть на стропильные ноги.

Нагрузки, действующие на каркас кровли, принято разделять на постоянные и переменные.

Постоянные – это те нагрузки, которые действуют постоянно, независимо от времени суток, времени года и пр.

Это вес всего кровельного пирога, вес дополнительного оборудования, которое может быть установлено на кровле (ограждение, снегозадержатели, аэраторы, антенны и пр.).

Переменные нагрузки появляются в определенное время года.

Когда снег ложится на кровлю — это очень приличный вес.

Но весной снег тает и нагрузка исчезает.

В любом случае ее следует учитывать.

То же самое с ветром.

Он не всегда есть, но когда дует сильный ветер, на каркас крыши действует довольно большое ветровое усилие.

Рассчитать параметры стропильной системы непросто.

И человеку неискушенному это вряд ли удастся.

Хотя попробовать стоит.

Хотя бы вес самой стропильной системы со всеми элементами и крепежом.

Поэтому профессионалы пользуются для расчета стропил специальными компьютерными программами и калькуляторами.

Как узнать нагрузку на стропильные ноги?

Сбор нагрузок следует начинать с определения веса кровельного пирога.

Если вы знаете, какие материалы будут использованы и площадь скатов, то посчитать все несложно.

Принято высчитывать, сколько весит 1 квадратный метр кровли.

И затем умножать на количество квадратов.

Давайте для примера рассчитаем вес кровельного пирога.

Кровельным материалом является ондулин:

  1. Ондулин. Квадратный метр ондулина имеет вес 3 кг.
  2. Гидроизоляция. Если используется полимерно – битумная изоляция, то она весит 5 кг/метр квадратный.
  3. Утеплитель. Вес одного квадрата базальтовой ваты составляет 10 кг.
  4. Обрешетка. Доски 2.5 см толщиной. Вес квадратного метра 15 кг.

Все веса суммируем: 3+5+10+15= 33 кг.

Затем следует полученное в результате вычислений значение умножить на коэффициент 1,1.

Это поправочный коэффициент.

Получается 34,1 кг.

Столько весит 1 кв. метр нашего кровельного пирога.

И если общая площадь нашей крыши равняется 100 квадратов, то весить она будет 341 кг.

Расчет снеговой нагрузки

Существует карта снеговых нагрузок.

На ней указана масса снежного покрова в каждом регионе.

Снеговую нагрузку рассчитываем по такой формуле: S = Sg х µ.

S – это снеговая нагрузка.

Sg – это масса снежного покрова.

µ — поправочный коэффициент.

И зависит этот коэффициент от того, какой у вашей кровли угол наклона скатов.

Еще о минимальном уклоне кровли.

О наслонных стропилах смотрите по ссылке. Фотографии различных конструкций наслонных стропил.

О расстоянии между стропилами двускатной крыши здесь. Оптимальное расстояние и как его рассчитать.

Чем этот угол больше, тем меньше значение этого коэффициента.

При углах наклона больше 60 градусов его вовсе не используют.

Так как снег на кровле не собирается.

Рассчитываем нагрузку от ветра

Как вся страна разбита на районы по массе снега, так же она разбита и по силе ветров.

И также существует специальная карта, на которой в каждом районе указывается сила ветра.

Для расчета нагрузок от ветра используют формулу:

Wo – показатель, взятый по карте.

k – это коэффициент поправки, зависящий от типа местности, где располагается здание, и его высоты.

Рассчитываем сечение стропильной ноги

Сечение стропил зависит от трех факторов:

  • от длины стропила;
  • от расстояния между перилами;
  • от нагрузок, действующих на крышу.

Зная эти параметры, несложно по таблице определить размер сечения стропильной ноги.

Как рассчитать длину стропильных ног односкатной крыши

Из всех типов крыш односкатная является самой простой.

Сложные элементы в ней отсутствуют вовсе.

И установка ее производится на несущие стены, которые имеют разную высоту.

Такую кровлю устраивают на гаражах, банях, подсобных помещениях.

Чтобы вычислить, какова будет длина стропил односкатной крыши, следует определиться с углом наклона.

А зависит угол наклона ската, в первую очередь, от типа того кровельного материала, который вы хотите использовать.

В том случае, когда это профнастил, то оптимальный угол наклона составляет 20 градусов.

Но меньше 8 градусов угол делать запрещено!

Иначе в холодное время года под весом снежного покрова кровля не выдержит и попросту провалится.

Если вы будете укладывать металлочерепицу, то минимальный угол наклона увеличивается до 25 градусов.

При использовании шифера – 35 градусов.

Если кровля фальцевая, то угол наклона может быть разным: 18 — 35 градусов.

После того, как разобрались с углом наклона ската, необходимо поднять заднюю стену на такую высоту, чтобы получился желаемый угол.

Самое сложное в таких расчетах – это найти синус и тангенс.

Но для этого пользуются такой табличкой:

Угол наклона крыши, градусы Тангенс tgA Синус sinA
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

Для примера давайте найдем длину стропила и высоту поднятия стены фасада для дома длиной 5 метров.

Угол наклона составляет 25 градусов.

Для определения высоты поднятия передней стены Lbc х tg 25 = 5 х 0,47 = 2,35 метра.

Соответственно длина стропильной ноги Lc = 2,35 х 0,42 = 5,6 метра.

И не забудьте к полученной длине прибавить длину переднего и заднего свесов, которые необходимы для того, чтобы обеспечить стены здания защитой от косого дождя.

В среднем длина одного свеса составляет 0,5 метра.

Если требуется, эта длина может быть больше.

А вот меньше 0,5 метра нельзя.

Значит, к длине стропила следует прибавить 1 метр: Lc = 5,6 + 1 =6,6 метра.

Расчет для двускатной крыши

Стропильная система двускатной крыши намного сложнее стропильной системы крыши односкатной.

Там и элементов больше, и принцип ее работы несколько другой.

Для расчета длины стропильной ноги воспользуемся теоремой Пифагора.

Если посмотреть на изображенный на рисунке прямоугольный треугольник, то можно увидеть, что гипотенуза b – это и есть наше стропило.

А длина его равняется длине катета, поделенной на косинус конкретного угла наклона скатов.

Например, если ширина дома равняется 8 метров, а угол наклона скатов составляет 35 градусов, то стропильная нога будет иметь длину:

b= 8 / 2 / cos 35 = 8 / 2 / 0.819 = 4,88 метра.

Теперь остается прибавить значение длины козырька, примерно 0,5 метра, чтобы получить искомую длину стропил.

Следует сказать, что это упрощенные варианты расчетов стропил.

Для того чтобы получить самые точные данные, лучше всего использовать специальные программы.

Например, бесплатная программа «Аркон».

Встроенный калькулятор по параметрам, заданным вами, сам высчитает и сечение стропильной ноги, и длину стропила.

Видео о программе расчета стропил.

Устройство стропильной системы двухскатной крыши – конструкция и монтаж своими руками

Правильно сконструированная и собранная согласно технологии, крыша служить барьером, предотвращающим проникновение внутрь дома холодного воздуха и влаги. Снаружи невооруженным взглядом мы видим только малую часть конструкции – кровельное покрытие. Но каркас крыши, который является наиболее важным компонентом, выполняет основные опорные функции и принимает на себя воздействие ветровой и снеговой нагрузок.

Читать еще:  Как выбрать рубероид на крышу

Чтобы он не деформировался в результат эксплуатации, необходимо правильно рассчитать величину сечения его элементов и определить расстояние между ними с учетом веса кровельного материала, уклона и климатических условий. В этой статье мы расскажем, что собой представляет стропильная система двускатной крыши дома, из чего она состоит, как проектируется и собирается своими руками.

Что такое стропильная система?

Стропильная система для двускатной крыши дома – система взаимосвязанных опорных элементов, которые в совокупности составляют каркас конструкции.

Она изготавливается из древесины или металла в соответствии с расчетом нагрузок, которые будут воздействовать на них в процессе эксплуатации. Стропильный каркас кровли выполняет следующие функции:

  1. Придает кровельным скатам необходимый уклон. Традиционную форму в виде равностороннего прямоугольника двухскатной крыши придает именно стропильный каркас, формирующий уклон между основанием кровли и ее коньком. Расположенная под углом поверхность, позволяет снегу и воде свободно соскальзывать со ската.
  2. Распределяет нагрузку от веса кровельного пирога. Вес кровельного пирога с учетом снеговой нагрузки может достигать до 500 кг/м2, поэтому двухскатная кровля подвергается интенсивной нагрузке особенно в зимний период. Стропила двускатной крыши равномерно распределяют вес, который на них ложиться, а затем передают нагрузку на несущие стены и фундамент дома.
  3. Служит основой для крепления термоизоляции и кровельного материала. Стропильный каркас кровли служит своеобразным скелетом конструкции, вокруг которого строится ее «тело». Между стропильных ног должна устанавливаться термоизоляция, а на обрешетку фиксируется кровельное покрытие, которое защищает от проникновения влаги.

Обратите внимание, что конструкция стропильной системы двухскатной крыши достаточно сложна для проектирования и сборки, особенно если у мастера не хватает опыта. Ведь чтобы она была способна выдерживать интенсивные нагрузки, нужно правильно рассчитать сечение стропил и шаг стропил, учитывая уклон и длину скатов, используемый кровельный материал, а также составить чертеж, по которому будет выполняться сборка.

Виды стропильных систем

Стропильные системы отличаются по многим факторам, их состав зависит от особенностей планировки деревянного или кирпичного дома, совокупного веса кровельного пирога, материала, из которого изготавливается каркас, а также вида кровельного покрытия.

Важной характеристикой конструкции считается их несущая способность, определяющая, какой вес они могут выдержать без деформации. По характерным особенностям различают следующие виды стропильных систем:

Наслонная

Стропильным каркасом наслонного типа называют каркас, стропила которого имеют 2 точки опоры. Верхний конец ноги опирается на коньковый прогон, устанавливаемый на вертикальные стойки, закреплённые на внутренних стена. А нижним концом она устанавливается на мауэрлат.

Сборка стропильной системы наслонного типа на двухскатную крышу возможна, только если внутри дома располагается не менее 1 несущей перегородки или капитальной колонны. Такую конструкцию часто называют безраспорной, потому что вторая точка опоры стропил компенсирует распирающую нагрузку на стены дома, которую предполагает висячая схема установки каркаса.

Стропильные ноги наслонного типа испытывают нагрузку только на изгиб, который можно ликвидировать различными подкосами. Наслонная стропильная система позволяет перекрывать дома шириной до 14 метров.

Висячая

Висячая стропильная система отличается тем, что ее стропила опираются только нижним концом на мауэрлатный брус, установленный на наружные несущие стены. Верхний конец стропильных ног такой конструкции ни на что не опирается, а как бы висит в воздухе, из-за чего возникает 2 типа нагрузки: на изгиб и на распирание.

Распирающая нагрузка такой схемы расположения элементов на наружные стены настолько велика, что компенсировать ее приходится с помощью многочисленных ригелей и завязок, за счет которых происходит завязывание стропильных пар между собой.

Устройство двускатной крыши с висячими стропилами состоит из треугольных ферм, жесткая форма которых не подвергается нагрузкам. Считается, что сложность висячей схемы крепления стропил намного выше.

Стропильная система двухскатной крыши своими руками монтируется без труда, если правильно рассчитать шаг стропил, то есть расстояние между стропилами и величину их сечения.

Комбинированная

Сочетая в себе лучшее от той и другой системы, признана самой надежной. Применяют ее в случаях, когда внутри помещения в качестве опоры внутри дома используются не стены, а колонны. Тогда висячие и наслонные стропила можно чередовать, чтобы усилить конструкцию за счет дополнительных элементов, не увеличивая расход строительных материалов.

Важно! Скользящая стропильная крыша – еще одна разновидность каркаса, которая отличается тем, что стропильные ноги устанавливают на мауэрлат не с помощью жесткого крепления, а используя подвижную опору. Скользящее крепление позволяет кровле менять в пределах запаса хода размеры в процессе усадки деревянного дома.

Конструкция

Устройство стропильной системы двухскатной крыши любого из перечисленных видов представляет собой совокупность вспомогательных и опорных элементов. Они распределяют равномерно вес кровельного пирога, а также компенсируют распирающие и изгибающие нагрузки, возникающие между ними.

Сечение, длина и шаг стропил определяются с помощью инженерного расчета, учитывающего вес кровельного пирога, климатические условия в регионе строительства, а также уклон конструкции. В состав стропильного каркаса двухскатной кровли обычно входят следующие элементы:

  1. Мауэрлат. Мауэрлатный брус установить на наружные стены дома, на которые опираются кровельные скаты. Он служит для смягчения давления на опоры и равномерного распределения нагрузки от веса кровельного пирога. Он изготавливается из прочного бруса с сечением 150х150 мм или 200х200 мм и крепится к верхнему поясу стен с помощью анкерных болтов или длинных металлических шпилек.
  2. Лежень. Это аналог мауэрлата, только он устанавливается на внутренние несущие стены, а на него нужно выставлять вертикальные стойкий для монтажа конькового прогона.
  3. Стропильные ноги. Этим термином обозначают элементы каркаса, которые изготавливаются из досок с сечением 150-40 мм и устанавливаются под углом к основанию крыши, формируя угол наклона ската. Какое делать расстояние между стропилами, их длину и толщину определяют с помощью расчета, учитывающие совокупные нагрузки, которым они подвергаются в процессе эксплуатации.
  4. Затяжка. Затяжкой называют балки, которые располагают горизонтально и связывают между собой ноги одной стропильной пары, чтобы снизить распирающую нагрузку на наружные стены конструкции. Ригель – это затяжка, установленная под самым коньком конструкции.
  5. Стойки. Стойкой называется вертикальный брус, выставленный на лежень для поддержки конькового прогона. Определить какое расстояние должно быть межу стойками просто, ведь оно повторяет шаг стропил.
  6. Подкосы. Диагонально расположенные подпорки, поддерживающие стропильные ноги посредине или в нижней части, предотвращая их прогиб, называют подкосами.

Учтите, что определить, как правильно расположить элементы стропильной системы может только расчет временных и постоянных нагрузок, которым они будут подвергаться в процессе эксплуатации. Вычисление совокупного веса кровельного пирога помогает определить верное расстояние между стропилами, вычислить их длину и необходимую толщину.

Расчет (угол, нагрузка, длина)

Расчет стропильной системы двухскатной крыши строиться на том, что в фронтальном размере она имеет форму равностороннего треугольника, вычислить стороны которого легко можно с помощью простых тригонометрических формул.

Эти несложные вычисления помогают определить оптимальное расстояние между стропилами, их толщину и длину. Расчет конструкции выполняют в следующей последовательности:

  • Определяют конструкцию и уклон кровли. Существуют различные способы выбора вида и уклонности кровельной конструкции. Этот параметр зависит от климатических условий и эксплуатационных характеристик выбранного кровельного материала.
  • Определяют совокупную нагрузку на конструкцию. Для этого суммируют постоянные нагрузки (вес кровельного покрытия, свой вес каркаса, термоизоляции и перекрытий) с временными нагрузками (снеговая нагрузка, ветровая нагрузка), умножают на поправочный коэффициент, учитывающий уклон скатов, а затем прибавляют к этой цифре 10-15%, чтобы каркас имел некоторый запас прочности.
  • Вычисляют длину стропильных ног. Для этого пользуются теоремой Пифагора, ведь стропильная ферма представляет собой равносторонний треугольник. Получатся, что квадрат длины стропильной ноги равен сумме квадратов высоты крови и половины длины заложения. Зная, как рассчитать длину стропил, можно вычислить высоту конька.
  • Определяют сечение элементов. Оптимальное сечение элементов выбирают по таблицам в соответствии с длиной стропильных ног и расстояния между ними. Чем это показатели больше, тем толще должно быть стропило.

Помните, что перед тем, как рассчитать стропила на крышу, нужно определиться с основными параметрами конструкции. В частности, необходимо точно знать высоту конька и уклон крыши, а также размеры перекрываемого помещения. Результатом выполнения расчета элементов крыши должен стать подробная схема стропильной системы, отражающая их размеры и углы между ними.

Толщина стропил двускатной крыши

Двухскатная крыша относится к относительно простым конструкциям и при возведении коттеджа или частного дома ее выбирают многие застройщики. Кроме простоты возведения это связано с уменьшенными тратами средств и удобством расчета элементов. Если материалы для кровли и их выбор для двухскатных крыш такие же, как и для покрытий других типов, то несущая конструкция обладает некоторыми особенностями.

Читать еще:  Как сделать односкатную крышу к пристройке дома своими - Блог о ремонте

Несмотря на то, что ее расчет и монтаж проще, чем, например, у вальмовой, она требует такого же усердия и внимания при проектировании и монтаже. Каково устройство стропильной системы двухскатной крыши и как ее возвести своими руками? Разберем эти вопросы подробнее.

Требования к стропильной системы и ее назначение

Прежде чем разбирать устройство и виды конструкций выясним, для чего вообще нужна стропильная система и какова ее функция. Стропильная система – это часть крыши здания. Она выполняет несущую функцию, а в комплексе с кровлей защищает здание от атмосферных осадков и других природных воздействий.

В общем, стропила и другие элементы этой несущей конструкции играют роль опор и балок, на которых держится кровля. Они воспринимают вес материалов и другие нагрузки и передают его стенам и колоннам. Проектирование, выбор материалов и монтаж стропильной системы двухскатной крыши проводится так, чтобы в общем вся конструкция соответствовала таким требованиям:

  • Малый вес. Конструкция стропил воспринимает нагрузку от снега и ветра, значение которой не зависит от человека, но в его силах уменьшить вес самой крыши. Это позволит подобрать элементы меньшего размера, что удешевит все строительство и позволит направить ресурсы на другие важные цели.
  • Вся система, как и каждые ее элемент, должна обладать достаточной жесткостью. Недопустима деформация, которая выходит за пределы проектных значений. Жесткость формируется правильным созданием объемного каркаса. Для этого в качестве основного элемента выбран треугольник, так как это простая и жесткая геометрическая конструкция.
  • Все материалы должны быть качественными и долговечными. Ремонт и реконструкция стропил – трудоемкий и дорогой процесс, который требует полной разборки кровли. Чем качественней древесина и другие комплектующие, тем меньше вероятность разрушения несущего каркаса.

Как сделать стропила на двускатную крышу так, чтобы они соответствовали всем требованиям? Для начала разберемся в возможных типах самих систем, их конструкциях и разновидностях материалов и комплектующих.

Типы стропил для двухскатных крыш

Существуют несколько типов систем, которые используются для двухскатных крыш:

  • висячие стропила;
  • наслонные стропила;
  • фермы.

Висячие стропильные системы

Такая система наиболее распространена для двухскатных крыш, которые строятся для домов с отсутствием внутренних несущих стен. В таком случае расстояние между наружными стенами не должно превышать 6 м. При большем пролете используют прогоны, которые укладывают не перекрытие. На эти прогоны устанавливают стойки или раскосы, на которые опираются стропильные ноги. В висячих системах на сами стропильные ноги действуют, в основном, сжимающие силы. Фактически, для двухскатной крыши висячая система представляет собой трехшарнирную конструкцию в виде треугольника.

В висячих системах стропила соединяются между собой в верхней части, а нижние их точки крепятся на мауэрлат. Так как под коньковым узлом соединения стропил нет опоры, то под воздействием собственного веса и других внешних нагрузок вся система стремится разойтись в стороны. Для того, чтобы компенсировать это и усилить конструкцию применяют дополнительный элемент – затяжку. Она соединяет стропила противоположных скатов между собой, не давая им расходиться. В качестве затяжек применяют деревянный брус. Они также могут служить основой для перекрытия.

Затяжки также устанавливают и на высоте. Это удобно при крутом скате. В таком случае она может служить верхней границей мансарды, если ее планируется устраивать. Также на затяжку опирают подкосы для стропил при длине пролета между стенами выше 6 м. В таком случае расстояние от подпорки до нижнего края стропил проектируется больше 4,5 м.

В общем, висячие стропильные системы применяются для зданий из одного пролета со стенами из кирпича или камня. Они обладают своими недостатками – увеличенный вес конструкции вследствие необходимости использовать дополнительные элементы – затяжки. Основное достоинство – простота перекрывания пролетов без промежуточных стен.

Наслонные стропильные системы

Если в здании присутствуют внутренние несущие стены или колонны, то целесообразно использовать наслонные стропильные системы. Они удобны для перекрытия больших пролетов (до 16 м). Конструкция воспринимает не такие усилия, как в висячих системах. Это обосновывается тем, что стропила опираются верхней частью на коньковый прогон, а нижней на мауэрлат. Сам коньковый прогон крепится на стойки, которые опираются на внутреннюю стену или колонны. Так как присутствует опора под верхним соединением стропил, вся система не стремится разъехаться, как висячая. Отпадает необходимость в затяжке.

При пролете выше 14 метров для опирания стропила в верхней части используют не коньковый, а два боковых прогона на стойках. Также применяют подкосы и ригели. Все это требуется для уменьшения значения прогиба стропил. При устройстве мансарды целесообразно стропила опирать в нижней части на аттиковую стенку, которая на 1–1,5 выступает над перекрытием и является продолжение наружной стены.

Стропильные фермы

Фермы представляют собой плоские элементы стропильной системы, которые создают несущую конструкцию крыши. Ферма включает в себя все описанные выше элементы – стропила, подкосы затяжки, но они соединены в единую конструкцию и монтируются на несущие стены единым блоком. Фермы устанавливаются на наружные стены с определенным шагом, выбранным при расчетах.

Ферма удобна для широкой сферы применения. При правильном расчете изготавливаются конструкции, которыми можно перекрывать большие пролеты (выше 16 м).

Фермы производят как на строительных площадках, так и на заводах, с последующей доставкой к строящемуся зданию.

Также существуют и комбинированные конструкции, которые совмещают в себе элементы из разных систем.

Состав стропильной системы для двухскатной крыши

Основная масса конструкций, которые используются для стропильных систем, изготовливаются из древесины. В общем, стропильная система состоит из таких элементов:

  • Стропильная нога. Это непосредственно само стропило. Она воспринимает основную нагрузку от всего покрытия и передает ее на стены или колонны. Также стропильная нога задает уклон и направление скатов крыши. Для изготовления этого элемента чаще применяют доски, высота в сечении которых существенно выше ширины.
  • Мауэрлат – брус квадратного сечения (или близкого к нему), который монтируется на наружных стенах дома. На него опираются нижней частью стропильные ноги. Его назначение – равномерно распределить нагрузку на стены и удержать стропила в определенном месте.
  • Стойка – вертикальная опора, функции которого заключаются в поддержке стропильной ноги или прогона. Работает на сжатие, опирается на колонны, стены, прогоны, уложенные на перекрытие.
  • Прогон – опора в виде горизонтального бруса, на которую опираются верхние части стропильных ног в наслонных системах. Этот прогон устраивается под конек. Существует еще прогон, на который опираются средние части тропил.
  • Подкос – брус, который не дает стропилу прогибаться. Его устраивают под углом к вертикальному уровню приблизительно в средине пролета стропила. Фактически, его функция – подпорка под стропильную ногу.
  • Кобылка – продолжение стропила, которое создает свес кровли.
  • Ветровая балка – препятствует сдвигу стропильных ног относительно друг друга. Это доска, которая крепится к ряду стропил одного ската о стороны чердака под углом к свесу.
  • Шпренгель – диагональная балка, которая монтируется на углах здания перпендикулярно их биссектрисе. Основное назначение – усиление конструкции.
Читать еще:  Утепление крыши пенополиуретаном: как утеплить кровлю ППУ, возможные варианты

Все описанные элементы производятся из пиломатериалов. Какая древесина используется для крыши и какие ее характеристики?

Характеристики древесины для стропильных систем

Для устройства стропильной системы двухскатной крыши своими руками или с привлечением строителей в первую очередь необходимо позаботиться о закупке пиломатериалов. При выборе необходимо обращать внимание на такие особенности:

  • Древесину необходимо осматривать на наличие трещин и сучков. По нормам допустимо не более 3-х сучков на 1 погонный метр бруса или доски диаметром до 3 см. Также допустимы сквозные трещины не более половины длины пиломатериала.
  • Длина пиломатериалов должна быть не более 4,5 м для лиственных и 6,5 м для хвойных пород древесины.
  • Для элементов, которые будут выполнять несущие функции площадь поперечного сечения должны быть не меньше 40 см2, а минимальный размер по одной из сторон – 5 см.
  • Древесину твердых пород лиственных деревьев, которая прошла антисептическую обработку, целесообразно использовать для ответственных элементов конструкции – мауэрлаты, прогоны.

Основные требования, предъявляемые к пиломатериалам – они должны быть ровные и сухие.

Чтобы установить систему стропил для крыш правильно и без ошибок используют любые пиломатериалы, которые соответствуют указанным требованиям, но существуют и стандартные значения, которые описываются в сортаменте. Все данные указаны в таблице (размеры в мм).

Строительные калькуляторы – ProstoBuild.ru

Расчет стропильной системы крыши

Стропильная нога (стропила) – основной элемент стропильной системы. Изготавливают чаще всего из бруса шириной 50-100 мм, высотой 100-200 мм.
Мауэрлат – элемент стропильной системы, который укладывается на несущие стены и равномерно передает нагрузку от стропильных ног на стены. Сечение мауэрлата чаще всего 100х100, 100х150 либо 150х150 мм.
Прогон – элемент стропильной системы. Передает нагрузку стропильных ног на стойки, а также обеспечивает дополнительную жесткость стропильной системы. Сечение 100х100, 100х150 либо 100х200 мм.
Лежень – элемент стропильной системы. Функции лежня схожи с мауэрлатом (это перераспределение точечной нагрузки от стоек/стропильных ног в распределенную нагрузку на несущие стены). Разница в том, что на мауэрлат опираются стропильные ноги, а на лежень – стойки. Сечение 100х100, 100х150 либо 150х150 мм.
Стойка – вертикальный элемент стропильной системы, служащий для передачи нагрузки от стропильной ноги на лежень. Сечение 100х100, 100х150 мм.
Подкос – элемент стропильной системы, который служит для подпорки стропильной ноги и снятия с нее части нагрузки. Сечение 100х100, 100х150 мм.
Затяжка – горизонтальный элемент стропильной системы, служащий для восприятия распорной нагрузки от стропильных ног на несущие стены. Сечение 50х150 мм.
Обрешетка – элемент стропильной системы, предназначенный для передачи нагрузки кровли на стропильные ноги.
Кобылка – элемент стропильной системы, который используется как продолжение стропильной ноги и служит главным образом для экономии материала, либо просто при недостаточной длине стропильной ноги. Сечение 50х150 мм.

Расчет размеров, определение угла наклона

1. Когда у Вас есть пролет и угол наклона
2. Когда у Вас есть пролет и высота конька

Расчет по пролету и углу наклона:

Длина стропильной ноги будет состоять из суммы двух длин:

где L1 = C / cos a
L2 = B / cos a
C – выступ стропильной ноги (см. рисунок)
B – ширина пролета (см. рисунок)
а – угол наклона в градусах (если у вас угол дан в промилях или процентах – можете перевести у нас на калькуляторе)

Расчет по пролету и высоте конька:

Длина стропильной ноги L в обоих случаях будет максимально приближена в реальному размеру.

Сбор нагрузок на стропильную систему

1. Снеговая нагрузка
2. Ветровая нагрузка
3. Постоянная нагрузка от:
– Вес кровельного материала
– Вес обрешетки
– Вес утеплителя
– Собственный вес стропильной системы

Для начала давайте узнаем грузовую площадь на стропильную ногу. Грузовая площадь – это площадь, с которой нагрузка действует на расчетную конструкцию (стропильную ногу).

На рисунке показаны две грузовые площади (заштрихованы): на стропильную ногу №1 (F=L·D) и на стропильную ногу №2 (F=0,5·D·L). Логично, что площадь №2 в два раза меньше, чем площадь №1, а следовательно и стропильная нога №2 несет нагрузку в 2 раза меньше и сечение ее должно быть меньше, но с целью унифицирования конструкций стропильных ног, мы будем рассчитывать наиболее нагруженную и полученное сечение принимать для всех.

Например: длина стропильной ноги (возьмем с предыдущего примера) L=6410 мм, а расстояние между ними 900 мм. Следовательно, грузовая площадь на наиболее нагруженную стропильную ногу будет равна:

Перевести мм2 в м2 можно здесь.

Снеговая нагрузка – это основная нагрузка, которая действует на стропильную систему.

Искомая величина снеговой нагрузки равна

– если угол а ≤ 30 градусов, то μ=1
– если угол 30 Расчет стропильной системы

Расчет на прочность стропильной ноги будет основываться на следующей формуле:

Где M – максимальный изгибающий момент
W – момент сопротивления поперечного сечения изгибу
Rизг – расчетное сопротивление изгибу (1-ый сорт древесины – 14 Мпа, 2-ой сорт– 13Мпа, 3-ий сорт – 8,5Мпа)

Момент сопротивления прямоугольного сечения:

Где b – ширина сечения стропильной ноги
h – высота сечения стропильной ноги

Если задаться, что высота h в 1,5 раза больше чем ширина b, то в итоге мы будем иметь следующую формулу.

Если задаться, что высота h в 2 раза больше чем ширина b, то в итоге мы будем иметь следующую формулу.

Исходные данные – сосна 1 сорт, а геометрия и нагрузки такие же как в примерах выше.

Максимальный изгибающий момент рассчитаем у нас на калькуляторе путем ввода значений, посчитанных выше либо по формуле M=q·L1·L1/8 (менее точная):

L1 = 5189 мм – основной пролет
L2 = 1221 мм – правая консоль
q = 335,88 кг/м – нагрузка q

Результатом будем иметь максимальный изгибающий момент M=1008,7 кг·м

Переведем наш момент из кг*м в Н*мм.

Зададимся отношением h/b=1,5, следовательно, формула прочности будет иметь следующий вид:

Принимаем b = 125 мм, а высота h тогда будет 1,5·125=187,5 мм. Принимаем h =200 мм.

Полученное сечение стропильной ноги – 125х200 мм

Если задались бы отношением h/b=2, то получили бы следующее:

Принимаем b = 125 мм, а высота h тогда будет 2·125=250 мм. Принимаем h =250 мм.

Полученное сечение стропильной ноги – 125х250 мм

Итак, в г. Томск для крыши под углом 35 градусов с шагом стропил 900 мм из сосны I сорта, высотой до конька 7м с профнастилом в качестве кровельного материала подойдут стропила сечением 125х200 мм.

Подводя итог, можно сказать, что рассчитать стропила отнюдь не сложно, главное – внимательно собрать и рассчитать все данные.

Ссылка на основную публикацию