Расстояние стропил на крыше

Содержание

Расстояние между стропилами: принципы и примеры расчетов шага стропильной системы

Задача правильно рассчитать расстояние между стропилами – очень ответственная. От того, насколько серьезно вы приступите к ее решению, будет зависеть не только надежность и долговечность крыши, но и все последующие работы на ней: укладка утеплителя, монтаж кровельного покрытия, установка доборных элементов. Если подтасовать шаг стропил под листы кровли, как это многие делают, то не факт, что между стропилами потом войдет утеплитель.

Если же ориентироваться только на утеплитель – первая же зима с ее обильным русским снегом сокрушит стропильную систему. Вот почему вся суть в том, чтобы подобрать оптимальный шаг стропил на для всех скатов, и вот этому умению мы вас сейчас научим.

Вот хороший видео-урок, как самостоятельно рассчитать расстояние между стропилами:

От чего зависит шаг расположения стропил?

Итак, расстояние между стропилами определяется такими важными факторами:

  1. Форма крыши (двускатная, односкатная или многоскатная).
  2. Угол наклона крыши.
  3. Параметры бруса, который используется для изготовления стропил (ширина, толщина).
  4. Конструкция стропильной системы (наслонная, висячая или скользящая).
  5. Совокупность всех нагрузок на крышу (вес покрытия, атмосферные явления и др.).
  6. Материал обрешетки (20х100 или 50х50) и ее параметры (сплошная, с пробелами 10 см, 20 см или сплошная из фанеры)

И каждый из этих параметров нужно брать во внимание, о чем как раз эта статья.

Онлайн-калькуляторы vs. блокнот и карандаш

Для правильного расчета сечения стропил и шага их установки сегодня существует много сложных формул. Но помните, что такие формулы были в свое время разработаны больше для того, чтобы была возможность не столько идеально рассчитать конструктивов крыши, сколько изучить работу таких элементов.

Например, сегодня пользуются популярностью несложные онлайн-программы, которые неплохо рассчитывают параметры стропил. Но идеально, если вы сможете самостоятельно поставить конкретные задачи и вычислить все, что вам нужно. Важно понять до мелочей, что именно происходит в стропильной системе во время эксплуатации, какие именно силы на нее воздействует и какие нагрузки. А компьютерная программа не всегда может учитывать все, то что замечает человеческий мозг. Поэтому мы советуем вам произвести все расчеты все-таки вручную.

Декоративные стропила: 0% нагрузки

Первым делом определитесь с самым главным пунктом: типом крыши и ее назначением. Дело в том, что крыша жилого дома зимой выдерживает на себе большую шапку снега, постоянный ветер на высоте и еще ее нередко утепляют изнутри, а вот к стропильной системе небольшой беседки, спрятанной под кронами деревьев, предъявляют совсем другие требования.

Например, если вы строите перголу в ее классическом понимании, то совершенно не важно, какое именно будет у нее расстояние между стропилами – это уже чисто эстетический фактор:

В приведенной иллюстрации видно, что даже в такой постройке есть свой шаг стропил. Ведь здесь он обеспечивает и эстетический фактор, и жесткость самой конструкции. Но выбирают шаг произвольным путем.

Функциональные стропила: подробный расчет

Подходим к главному вопросу: какое расстояние должно быть между стропилами крыши жилого дома? Вот здесь запаситесь терпением и внимательно изучите все нюансы.

Пункт 1. Длина стены и выбор шага стропил

Первым делом шаг установки стропил на крыше жилой постройки обычно выбирают конструктивно размеру здания, хотя и с учетом многих других факторов.

Например, проще всего устанавливать стропила с шагом 1 метр, поэтому для стены длиной 6 метров ставится стандартно 7 стропил. В тоже время можно сэкономить, поставив их с расстоянием 1 и 2 метра, и получится ровно 5 стропил. Можно поставить также с расстоянием 2 и 3 метра, но зато усилить обрешеткой. Но крайне нежелательно делать шаг стропил более 2 метров.

Пункт 2. Влияние снеговых и ветровых нагрузок на форму крыши

Итак, мы остановились на том, что среднее расстояние между стропилами обычной крыши – 1 метр. Но, если в местности значительная снеговая или ветровая нагрузка, или крыша более-менее пологая или просто тяжелая (например, покрыта глиняной черепицей), тогда такое расстояние необходимо уменьшить до 60-80 см. А вот на крыше с уклоном более 45 градусов его можно даже увеличить на расстояние 1,2 м-1,4 м.

Почему это так важно? Давайте разберемся. Дело в том, что воздушный поток сталкивается на своем пути со стеной под крышей здания, и там происходит завихрения, после чего ветер ударяет в карнизный свес крыши. Получается, что ветровой поток как бы огибает скат крыши, но при этом стремясь ее приподнять. И в крыше в этот момент возникают силы, которые готовы ее сорвать или опрокинуть – это две наветренные стороны и одна подъемная.

Есть еще одна сила, которая возникает от давления ветра и действует перпендикулярно склону, стараясь словно вдавить скат крыши вовнутрь. И чем больше угол наклона ската кровли, тем больше имеют значение безопасные силы ветра и меньше касательные. А чем больше угол ската, тем реже нужно ставить стропила.

Понять, делать вам высокую крышу или пологую, поможет эта карта среднего значения ветровой нагрузки:

Второй момент: в российском регионе на стандартную крышу дома постоянно воздействует такое атмосферное явление, как снег. И здесь тоже вам нужно учитывать, что снеговой мешок обычно скапливается больше на какой-то стороне крыши, чем на другой.

Вот почему в таких местах, где возможен такой мешок, нужно вставлять спаренные стропильные ноги либо делать сплошную обрешетку. Проще всего определить такие места по розе ветров: с наветренной стороны ставят одиночные стропила, а с подветренной – спаренные.

Если вы впервые строите дом, тогда не найдетесь на собственное мировоззрение, а определите среднестатистическую снеговую нагрузку для своей местности согласно официальным данным:

Пункт 3. Вопрос утепления и стандартной ширины матов

Если крышу вы будете утеплять, тогда шаг стропил целесообразно ставить под стандартные размеры плит утеплителя, а это 60, 80 см и 120 см.

Современные утеплители сегодня продают стандартной ширины, обычно по такому же стандартный шаг стропил. Если потом брать их и подгонять под уже существующие параметры, тогда будет много отходов, щелей, мостиков холода и прочих проблем.

Пункт 4. Качество и прочность используемого пиломатериала

Огромное значение также имеет то, какой именно материал вы используете для строительства стропильной системы. Так, для каждой породы древесины существует своя нормативная документация, которая касается ее несущей способности:

Т.к. для изготовления стропильной системы крыши в России чаще всего используется сосна и ель, их прочность на изгиб и особенности использования уже давно прописаны. Если же вы будете использовать древесину других пород, то можно будет выводить поправочный коэффициент.

Кроме того, если на стропиле будут сечения, врубки или отверстия под болты, в этом месте нужно рассчитывать несущую способность бруска с коэффициентом 0,80.

Пункт 5. Расстояние между затяжками и балками перекрытия

Еще один момент: если крыша строится со связанными между собой стропильными фермами, и их нижний пояс используется одновременно в качестве балок перекрытия, тогда расстояние между фермами нужно делать в пределах 60-75 см, чтобы учитывать конструкцию будущего пола.

Пункт 6. Нагрузки на стропильные узлы

Итак, вот основные нагрузки, которые действуют на стропильную систему крыши:

  1. Статические, куда входит вес самой стропильной системы, вес кровли, лежащего на крыше снега и доборных элементов.
  2. Динамические, куда входит сила ветра, неожиданные повреждения кровли, вес человека и техники для ремонта и им подобные факторы.

И все эти факторы способны в определенный момент воздействовать на крышу одновременно, а поэтому и существует такое понятие, как критическое значение. Это именно то значение нагрузок, при котором крыша не выдерживает и деформируется.

Поэтому, если здание строится со значительными пролетами, то обязательно применяются стальные стропильные фермы. Дело в том, что напряжение в таких стержнях уже отсутствует, и вся нагрузка приходится на узлы – здесь на таковые воздействуют сжимающие и растягивающие силы. А расстояние между такими фермами рассчитывается в зависимости от типа кровли и конструкции самой крыши.

Обычно, унифицированную ферму ставят с пролетом, кратным шести, и поэтому между узлами фермы делается расстояние, кратным полутора метрам.

Пункт 7. Вес стропильной системы и кровельного пирога

Не забывайте, что главное предназначение стропил – удерживать на себе всю крышу, и ее вес при этом имеет решающее значение:

Пункт 8. Удобство монтажа кровельного покрытия

Влияет на расстояние между стропилами также такой фактор, как выбранное кровельное покрытие. Чем выше уклон крыши, тем больше кровельных материалов при этом будет использовано. А чем они тяжелее, тем чаще придется ставить под них стропила. А как же сплошная обрешетка? В том-то и дело, что и она имеет свой вес:

У каждого вида кровли – свой оптимальный шаг стропил. Ведь многие стандартные листы по краям нужно крепить прямо в стропило или обрешетку, и важно, чтобы они совпадали. Иначе работа по покрытию кровли легко превратится в сущий ад на высоте, поверьте.

Вот почему даже перед началом монтажа нужно обязательно сделать раскладку, все несколько раз проверить. И знать некоторые важные тонкости по каждому из видов покрытий.

Определение совокупности нагрузок на крышу в целом и стропило в отдельности

Итак, мы определили, что, помимо других конструктивных факторов, на стропильную систему крыши одновременно действует целая совокупность нагрузок: вес стропильной системы, шапка из снега, давление ветра. После того, как вы сложите все нагрузки вместе, обязательно умножьте их на коэффициент 1,1. Так вы все рассчитаете на неожиданные благоприятные условия, то есть заложить дополнительную 10%-ную процентную прочность.

А теперь вам остается только разделить общую нагрузку на планируемое количество стропил и посмотреть, справится ли каждое из них со своей задачей. Если кажется, что конструкция будет хилой – смело добавьте 1-2 стропила в общее количество, и вы будете спокойны за свой дом.

Вам необходимо делать расчет на разрушение, т.е. на полную нагрузку, которая действует на крыше. Все эти нагрузки определяются по техническим характеристикам материалов и СНиПам.

Стандартная конструкция крыши – это стропила, решетчатые прогоны, и каждый из этих элементов срабатывает только на ту нагрузку, которая давит именно на него, а не на общую крышу в целом. Т.е. на каждое отдельно взятое стропило действует своя нагрузка, общая, но поделенная на количество стропильных ног, и изменением шага их расположения вы изменяете площадь сбора нагрузки на стропила – уменьшая ее, или увеличивая. И, если менять шаг стропил вам неудобно, тогда поработайте с параметрами сечения стропильных ног, и общая несущая способность крыши увеличится в разы:

При этом расчете старайтесь добиться, чтобы самое длинное стропило было у вас в проекте не более шести с половиной метров, в противном случае – сращивайте по длине. Сейчас поясним подробнее. Так, на крышах с уклоном скатов до 30 градусов стропила так называемые «сгибаемые элементы». Т.е. они работают именно на изгиб, и к ним есть определенные требования. А возможность прогиба стропил рассчитывают по специальной формуле, и, если результат превышает норму, тогда стропила увеличивают по высоте и снова делают новый расчет.

А вот на крыше с уклоном складов более 30 градусов какие стропила уже считается «сгибаемо-сжатыми» элементами. То есть на них воздействует не только равномерно распределенная нагрузка, которая вызывает изгиб стропил, но и усилия, которые уже действуют вдоль оси стропила. Говоря простым языком, здесь стропила не только немного прогибаются под весом крыши, но и сдавливаются от конька к мауэрлату. Кроме того, на растяжение необходимо проверить и ригель, который обычно сдерживает две стропильные ноги.

Как видите, с подобными расчетами справится даже далекий от строительства человек. Главное – все учесть, быть внимательным и готовым потратить немного больше времени на проектирование, чтобы потом вся работа пошла как по маслу!

Строительство мансардной крыши: отличия стропильных систем, этапы монтажа, фото

Оценок 0 09 Июля 2018 2018-07-09 7910 Время чтения 9 минут Прочитать позже

Отправим материал на почту

Заявка на строительство мансардной крыши Оставить заявку

Сегодня мы расскажем о популярных решениях устройства мансардных крыш, их возможностях. Ознакомившись с иллюстрациями, схемами стропильной системы, Вы получите чёткое представление об их устройстве. А изучив основы расчета сможете оптимизировать расходы на пиломатериал. Получите информацию о важных моментах планировки пространства. Узнаете в какой последовательности монтируется стропильная система мансардной крыши.

Мансардная крыша это сложная конструкция, и требует тщательных расчетов Источник stroyland.su

Чертежи стропильной системы

Любое упоминание о мансарде ассоциируется с объёмной «пятиугольной» крышей, в которой можно жить, но существуют и другие варианты.

Односкатная

Предельно простая, надёжная односкатная мансардная крыша. Благодаря прямолинейным формам выглядит скромно, но элегантно. Особой респектабельности добавляют большие панорамные окна «в пол», ведь такая конструкция не просто позволяет, а провоцирует их установку.

Дом с односкатной крышей, с окнами почти на всю стену Источник drevogid.com

Стропильная система очень проста: прямые стропила единственного ската опираются на мауэрлат противоположных стен разной высоты, а если необходимо на промежуточные опоры. Пропорции стен подбираются под уклон в 35-45 градусов, что гарантирует устойчивость ветровым нагрузкам и нормальный сход снега.

Схема односкатной крыши для мансарды Источник dvorakdesign.ru

Объём задействуется эффективно – при желании, это дополнительный полноценный этаж, так как полезная площадь равна площади предыдущего этажа.

Двускатная

Относительно несложная широко распространённая крыша. Выглядит незатейливо, но внушает доверие, так как поддерживает традиции характерные русскому стилю. Как следствие, специально под мансарду проектируется редко, чаще адаптируется в готовом виде.

Двускатная крыша – традиционная, и чаще всего выбор падает на нее Источник dekoriko.ru

Конструктивно проста – технические характеристики и стропильная система как у обычной двускатной крыши. Прямые стропила опираются на мауэрлат, под углом сведены в конёк. Фронтоны треугольной формы, прямые, отвесные, практически всегда остеклённые, часто с выходом на балкон.

Чаще всего применяют подобную схему для обустройства мансарды в небольшом доме с двускатной крышей Источник csgoshik.ru

Полностью задействовать объём проблематично, но можно, даже нужно. Полезная площадь сравнительно невелика, потолок обычно «ломаный». Однако, умелой компоновкой мебели, смелыми дизайнерскими решениями недостатки можно обратить в достоинства.

Ломаная

Самый популярный вариант – ломаная крыша с мансардой. Что совсем неудивительно – несмотря на сложность он наиболее удобный и практичный. Габаритные формы и ломаные линии символизируют основательность и профессионализм. Внешний вид этой крыши «по умолчанию» ассоциируется с «мансардой». Это вполне естественно – она целенаправленно проектируется под жилое помещение.

Чтобы добавить пространства на мансардном этаже предпочтение отдают ломаной крыше Источник lbuilding.ru

Стропильная система достаточно сложная, но её достоинства стоят затраченных средств и усилий. Характерные пятиугольные фронтоны, с функционалом как у двускатной крыши – та же возможность вставить окна, устроить выход на балкон.

Схема более сложная, но дает больше пространства Источник moiton.ru

Просторная мансарда крыши частного дома. Объём задействуется по максимуму – при полноценной высоте, полезная площадь помещения равна или немногим меньше, чем у предыдущего этажа.

Это может быть интересно! В статье по следующей ссылке читайте про виды крыш.

Основы расчета

Цель расчётов — найти компромисс эстетики, надёжности и стоимости.

Эстетическая сторона. Для начала проектируется общий эскиз крыши. Определяются пропорции, сопоставляются с размерами дома.

Разница между ломаной крышей и двускатной существенная Источник homemyhome.ru

После чего ведётся конструктивный расчёт, где учитываются факторы:

  • Собственный вес конструктивных элементов крыши. Нагрузка от него действует на каждый элемент стропильной системы.

  • Ветровые нагрузки. Являются переменными, действуют на все элементы.

  • Снеговая нагрузка. Действует неравномерно, передаётся с участков, где мансардная кровля с уклоном меньше 30°, на более крутых участках снег не задерживается. При этом нагрузка может быть неравномерно распределена по левому и правому скатам. Действует на балки и верхние стропила.

  • Вес людей, элементов интерьера и мебели. Нагружает только перекрытие.

Факторы обрабатываются, суммируются. На основе результатов делаются выводы о размерах конструктивных элементов. Для гарантированной прочности они, округляются в большую сторону. Но технологичной сборке мешают индивидуальная ширина и толщина каждого конструктивного элемента стропильной системы, а их изготовление на заказ – невыгодно. Поэтому элементы объединяются в группы стандартных размеров пиломатериала. А стандартные решения значительно удешевляют проект – ведь на заказ всегда дороже.

Важно расчитать и угол наклона крыши Источник pinterest.com

Если проект индивидуальный и нестандартный, лучше заказать точные расчёты. Принимая во внимание количество факторов, их специфику воздействия на стропильную систему напрашивается вывод – точный расчёт, это дело специалистов. Самостоятельно заниматься расчётами смысла нет – велика вероятность ошибки. Для стандартных и типовых решений можно адаптировать готовый действующий проект.

Кроме основных моментов пригодятся и несколько практических рекомендаций:

  • Шаг стропил соответствует размерам утеплителя.

  • Ширина стропил соответствует толщине утепления.

Это может быть интересно! В статье по следующей ссылке читайте про ремонт крыши частного дома: все этапы работ – от осмотра до восстановления кровли.

Планировка

Лестница – ключевой момент. Её положение нужно увязать с будущими балками перекрытия. Если позволяет шаг стропил – просто ориентируем её между балками. В противном случае проектируем на мансарду надёжный удобный вход.

На стадии планирования полезно продумать интерьер. На этом этапе принимаются решения о перегородках и дополнительном естественном освещении – мансардных окнах. Конечно, о декорировании думать рано, но инженерная часть должна проясниться – какой функционал будет реализован.

На мансарде можно обустроить кабинет с уголком для занятий музыкой Источник pinterest.co.uk

Ведь особенности таких помещений: ломаные-наклонные потолки, их уменьшенная высота, необычные стены и нестандартное освещение.

Поэтому необходима конкретная планировка помещений, а в них, правильно распределение – зонирование пространства:

  • Для основной жизнедеятельности, отводятся светлые и хорошо проветриваемые помещения.

  • Некомфортные участки оборудуются под места хранения.

  • «Необычные условия» отдать в распоряжение детей.

Дизайн интерьера и окончательный уют создаются умелым использованием потенциала отделочных материалов, мебели и аксессуаров.

Сборка

В большинстве случаев строительство мансардной крыши начинается с устройства мауэрлата. Важно строго горизонтальное положение, параллельное, надёжное крепление его брусьев.

Стропильная конструкция мансардной крыши Источник kryshagid.ru

Для монтажа стропильной системы практикуется два варианта: элементы стропильной системы на земле собираются в фермы, поднимаются и устанавливаются готовыми. Или всё по отдельности собирается наверху – «по месту», соблюдая порядок действий:

  • Укладываются балки перекрытия. При этом учитывается шаг стропильной системы и возможность для устройства лестницы.

  • Сразу настилается черновой потолок, или временный настил для безопасной работы.

  • Монтируются стойки. Устраиваются временные раскосы, чтоб удержать их в вертикальном положении. На стойки укладываются прогоны.

  • Поверх прогонов укладываются затяжки.

  • Монтируются нижние стропила.

  • Временные раскосы меняются на постоянные ветровые связи в продольном положении.

  • Устанавливаются верхние стропила.

  • Выставляется каркас для фронтона, с учётом конструктива организуются проёмы для: окна, балкона, предусматриваются другие варианты.

  • Далее по стропилам укладывается кровельная мембрана, и прижимается к ним контробрешёткой – брусками сечением 50х50 мм. Для организации вентиляционного зазора. Это подготовительные мероприятия для утепления. Провести их нужно именно на этом этапе. Пропустить – огромное упущение.

  • На контробрешётку набивается обрешётка, с соответствующим кровельному покрытию шагом.

  • Монтируется кровельное покрытие, его доборные элементы: ветровые доски, конёк.

Один и тот же дом может выглядеть по-разному и иметь разную полезную площадь Источник 1dom.kz

Видео описание

Об особенностях расчета мансардной крыши в видео:

Рекомендации, которые лучше знать в начале пути

Точно по такому же принципу монтируется мансардный этаж с двухскатной крышей. Причём его устройство еще проще – все стропила сплошные.

Далее предстоит утепление крыши. Конечно, его можно делать снаружи, до монтажа мембраны, обрешётки и кровли. Но безопасней изнутри – не будет угрозы осадков и работы выполняться более тщательно, ведь от этого зависит успешная эксплуатация.

Утеплитель изнутри помещения защищается пароизоляционной плёнкой. А между ней и внутренней отделкой обязательное устройство вентиляционного зазора – внутренняя отделка не монтируется непосредственно на стропила. Для неё специально, так же как снаружи для обрешётки, набивается контррейка, или устраивается каркас.

На нашем сайте Вы можете найти контакты строительных компаний, которые предлагают услугу расчета и ремонта кровли под ключ. Напрямую пообщаться с представителями можно посетив выставку домов «Малоэтажная Страна».

Мансардная крыша – это отличное решение, позволяющее увеличить полезную площадь дома без значительного увеличения затрат на его возведение. Решений для возведения мансардного этажа существует достаточно много – они могут быть как типовые, так и разработанные для определенного дома. Но в любом случае, монтаж мансарды требует профильных знаний и эту работу должны выполнять профессионалы.

Оценок 0 Прочитать позже

Дома с односкатной крышей выглядят довольно оригинально.

Небольшие дома и постройки имеют различного вида кровли, защищающие их от непогоды. Самая простая и экономичная – это односкатная крыша. Существуют строения и с плоскими видами крыш, но в данной статье будут рассмотрены скатные крыши и их конструкции. Односкатная крыша позволяет быстро и недорого накрыть построенное строение любого назначения. Наиболее часто односкатные крыши можно увидеть на гаражах, банях, сараях. Несмотря на кажущуюся простоту, стропильная система кровли с одним скатом требует внимательного подхода и аккуратного исполнения.

Плюсы и минусы односкатной конструкции

Дома и постройки хозяйственного назначения имеют крыши различных конструкций. Жилые здания чаще всего накрывают кровлями, имеющими сложную конструкцию – двухскатную, многоскатную, вальмовую и проч. Самый простой вариант накрыть сооружение – это положить железобетонную плиту (или две) под небольшим уклоном. В результате получим разновидность односкатной крыши. Однако, зачастую приходится сталкиваться со стропильной системой.

Разновидности форм скатных крыш.

Односкатная кровля по сравнению со сложными многоскатными крышами, имеет свои плюсы и минусы. К положительным качествам следует отнести следующее:

  • Односкатная кровля не требует сложных расчетов и проектов.
  • На строительство односкатной крыши не требуется большое количество материала.
  • Требования к материалам, из которого сооружается односкатная конструкция, гораздо ниже.
  • Монтаж проводится гораздо быстрее и проще, чем многоскатных конструкций.
  • Стоимость работ и материалов намного меньше.
  • Односкатная кровля лучше выдерживает напор ветра.
  • Быстрые сроки возведения.
  • Небольшой вес конструкции кровли.

Типы крыш

Справедливости ради, следует отметить отрицательные моменты, которые присущи односкатным крышам. В первую очередь это плохая энергоэффективность. Для обычной крыши термоизолятором служит воздушный слой. У односкатной крыши он намного меньше и его не хватает для сохранения тепла. Кровли, как правило, делают из теплопроводных материалов, что приводит к нагреванию в жаркий период времени и прониканию холода зимой. Для устранения этого необходимо дополнительно утеплять чердачное пространство и сооружать вентиляцию.

Правильно построенная и утепленная односкатная крыша обеспечит комфорт в доме даже зимой.

Кроме того к недостаткам относятся:

  • Плохая устойчивость к снежным нагрузкам.
  • Сложность устройства просторной и комфортной мансарды, поскольку односкатная мансардная крыша встречается очень редко.
  • Слишком простой и не очень презентабельный внешний вид.
  • Поскольку подкрышное пространство практически отсутствует, весьма затруднительно провести хорошую теплоизоляцию

Таким образом, можно резюмировать, что конструкции односкатных крыш прекрасно подходят для зданий и сооружений в южных областях, где часто преобладают сильные ветра, но снежный покров в зимний период небольшой.

Важно!

В северных регионах, при наклоне кровли под углом менее 40 градусов, потребуется регулярная очистка снежных наносов, а стропила необходимо укреплять дополнительно.

Расчеты и проект

Перед началом возведения кровли с одним скатом следует провести небольшие расчеты и изготовить минимальный проект. Это нужно, чтобы определить количество и размер стропильных ног, потребность в дополнительных опорах. Это зависит от ширины и длины здания, а также от угла наклона ската. Также в проекте указывается высота фронтона, зависящая от уклона ската.

Простой чертеж дома с односкатной крышей.

Размеры стропильной ноги могут зависеть также от конструктивных особенностей. Например, скаты могут нависать перед фронтоном, играя роль кровли террасы или веранды. Важным моментом, который также должен найти отражение в проекте – толщина (сечение) стропил и шаг их установки. На эти параметры влияет длина стропил. При этом нельзя допустить больших пролетов, дабы не столкнуться с провисанием стропильных балок. Для предотвращения провисов пользуются стойками или подкосами.

Проект крыши с одним скатом должен отражать данные о точках установки, и размерах всех элементов. Также в проекте необходимо указать принципы крепления узлов, чтобы исполнители быстро и качественно произвели установку кровли.

При малом наклоне и достаточно большой крыше неизбежно придется столкнуться с необходимостью очистки ее от снега. Поскольку уборка производится вручную, необходимо выбрать материал кровли, который выдержит вес человека.

Важно!

На стадии создания проекта односкатной крыши необходимо тщательно продумать, так называемый «кровельный пирог», состоящий из узлов и элементов, характерных для стропильных систем любых видов.

Грамотно проведенный расчет конструкции влияет на эстетическое восприятие здания после установки кровли. Распространенным типом являются островерхие крыши, придающее дому симпатичный вид классической конструкции. Но пологая крыша, с меньшим углом наклона обойдется гораздо дешевле.

Строительство односкатной крыши

Методика вычисления наклона ската

Чтобы правильно просчитать оптимальный угол склонения ската, необходимо учесть максимально возможную снеговую нагрузку и предполагаемый вид кровельного материала. В строительных правилах можно найти рекомендуемые величины угла склонения скатов при использовании того или иного материала:

  • Рубероид, ондулин и прочие разновидности мягких покрытий – 5 градусов.
  • Профнастил – 8 градусов и более.
  • Шифер – 15-35 градусов.
  • Металлочерепица – 30 градусов.

В северных регионах с повышенным уровнем осадков в зимний период рекомендуется строить конструкции с уклоном в 45 градусов.

От угла наклона крыши зависят и эстетические качества дома.

Непосредственно для расчетов используются формулы:

Lbс = Lсд*tgA и Lс = Lbс/sinA, где:

Lbс – длина стен, измеряется между стропилами и коньком;

Lс – длина балок (стропильной ноги);

Lcд – длина стен здания;

А – принимаемый угол склонения ската, в соответствии с выбранным материалом.

Значения тангенса tgA и синуса sinA вычисляются с помощью таблиц Брадиса.

Рассчитав правильно уклон кровли, можно определить перед началом строительства какое количество материала понадобится для возведения односкатной конструкции. Верные расчеты помогут также определить стоимость строительства и её эксплуатационные характеристики. Чтобы сэкономить затраты на материалы, нет необходимости понижать надежность конструкции или выбирать низкокачественные материалы. Достаточно правильно рассчитать угол наклона и правильно подобрать материал кровли.

Онлайн калькулятор для расчета крыши

Системы стропил односкатных конструкций

Односкатная крыша, несмотря на свою простоту, может иметь некоторые отличия, связанные с размерами сооружения и наклоном кровли.

  • Для конструкций с небольшим углом, меньше 30 градусов и пролетом до 4.6 м, стропильные ноги имеют опору на мауэрлате. Такая система стропильного крепления наиболее распространена для беседок, гаражей и подсобных сооружений.
  • Если протяженность пролетов составляет 4.5-16 м, потребуются промежуточные опоры. Кроме того, на более высокой стене следует уложить лежень – брус из дерева размером примерно 10×15 см. Подстропильную ногу закрепить на лежне, а другим концом на стропиле так, чтобы угол составлял 45 градусов.
  • Для больших сооружений с длиной пролета 6-15 м, необходимо установить дополнительный лежень в центре конструкции в параллель с несущими стенами. На лежне устанавливается вертикальный опорный брус, фиксируемый подкосами с обеих сторон.

    Конструкция 15-метровой односкатной крыши.

  • Здания длиной более 15 метров должны иметь две вертикальные опоры. Стойки под одним стропилом необходимо связать перемычкой, а со стропилами фиксируются подкосами, направленными к несущей стене. Так конструкция будет иметь необходимую жесткость. Шаг установки лежней не может превышать 6 метров.

Варианты односкатных конструкций.

Самый распространенный материал для изготовления стропил – деревянные брусья и доска. Стропильные ноги, превышающие по длине стандартные размеры бруса, следует изготавливать из клееного бруса. Стыков желательно избегать. Если этого не удается, то под местом стыка необходимо установить опорную стойку. Небольшого размера, легкие стропильные конструкции могут быть изготовлены из доски (спаренной или тройной).

На стропила необходимо использовать хвойные породы дерева, хорошо просушенные до 15 % влажности и без трещин. Все элементы необходимо обработать антисептиком. Кроме того, противопожарные требования рекомендуют покрыть конструкцию специальным огнеупорным составом. Стыки и сопряжения с бетонными частями дома прокладываются рубероидом или аналогичными материалами.

Крепление стропильной системы односкатной крыши

Наслонная стропильная система

Если ваше сооружение построено из оцилиндрованных бревен или бруса, стропила кровли можно изготовить с наслонными или висячими элементами.

Наслонная система стропил отличается тем, что устанавливается на существующих внутренних несущих опорах. Распространена в кирпичных и блочных сооружениях, а также в рубленных домах при наличии внутренней несущей стены. Состоит такая конструкция из:

  • стоек;
  • прогонов;
  • схваток;
  • лежней;
  • подкосов.

Дополнительные элементы нужны, если вес и площадь кровли очень большие. Чем больше эти параметры, тем многочисленнее добавочные укрепляющие элементы. Наслонные системы могут применяться для сооружений с длиной кровли до 12 метров и более, при этом требуется наличие внутренних опор.

Односкатная крыша с наслонной системой стропил.

Скользящая стропильная система

Отличается применением скользящих стропил. Наиболее распространена в бревенчатых строениях и домах из бруса. Характерной особенностью является «подстройка» такой конструкции под деформации оснований, поскольку деревянные, вновь построенные сооружения, дают усадку в течение первых лет до 15%. Жесткие конструкции крыш в таких ситуациях образуют перекосы и дефекты. Скользящие ползунковые крепления позволяют конструкции кровли адаптироваться к проседаниям.

Скользящая опора для стропил односкатной крыши.

Висячая система

Характерным признаком висячих стропильных систем является отсутствие опор на перегородках. Для подобной конструкции необходимо каркасное основание и одинаковые по высоте стены. Уклон ската образуется сооружением деревянных стоек и стропильных ферм. Стропильная ферма – треугольная конструкция с прямым углом, состоящая из:

  • стоек;
  • затяжек;
  • стропил;
  • подкосов.

Собирается подобная ферма, как правило, на земле, после чего, смонтировав временный настил для работы одного или двух рабочих, устанавливают на крышу. Подобные конструкции применяются для сооружений не более 4.5 метров в длину.

Крепление висячих стропил.

Безраспорная стропильная система

Одна из разновидностей наслонной конструкции. В ней стены не испытывают давления стропильных балок, которые пружинят, работая на изгиб. Вариантов подобной конструкции несколько:

  • Опорный брус фиксируется на стропильной ноге (или делается упор в мауэрлат методом запила, врубки). В верхней части балки горизонтально делается запил с небольшим углом, дабы не допустить распора в прогон.
  • По краю балки изгибающий момент небольшой, поэтому допускает подрезку в этой точке. Глубина имеет ограничения: при высоте стропильной балки более 18 см не более 0,3 от высоты, при высоте 12-18 см не более 0,4h и при высоте 12 см не более 0,5h.
  • Если подрезку верхней части балки изготовить невозможно, ее следует нарастить обрезком доски и зафиксировать монтажными пластинками с обеих сторон.

Важно!

Во всех случаях размер подрезки не может превысить высоту сечения балки.

Крыша придает любому сооружению определенную архитектурную выразительность и эстетический стиль. Кроме этого, кровля должна иметь хорошие прочностные характеристики. Для этого устанавливаются стропильные конструкции и обрешетки, задача которых, переносить различные нагрузки на стены здания.

Предыдущая МансардыКак утеплять мансарды и какие материалы использовать

Ломаная крыша стропильная система расчет с размерами: чертежи, формулы + калькулятор онлайн

Любой, наверное, хозяин загородного участка старается использовать свою территорию с максимально возможной полезностью. Хочется, чтобы и дом был вместительным, и чтобы было где гостей принять, и для мастерской отвести место. В то же время, на выделенных «сотках» особо не разгуляешься – необходимо оставить территорию для своих «сельхозугодий», для уютного двора, для гаража или автостоянки, для хозяйственных построек. Выход очевиден – «расти вверх». Двухэтажные полноценные здания – это доступно далеко не каждому, но можно постараться задействовать под полезную площадь чердачные помещения. Одним словом, оптимальным решением становится строительство дома с мансардой.

Ломаная крыша стропильная система расчет с размерами

Ну а если возводить мансарду, то лучше всего обратить внимание именно на ломаную конструкцию крыши. При равных размерах в плане с двускатной, такая система дает значительный выигрыш в полезной площади, пригодной в том числе и для полноценных жилых помещений. Безусловно, подобный подход в определённой мере отражается на возрастании сложности расчётов и монтажа стропильной конструкции, но для трудолюбивого, умелого и старательного хозяина это не должно стать препятствием.

Итак, настоящая публикация призвана показать, что, если выбрана ломаная крыша стропильная система, расчет с размерами вполне можно провести собственными силами, чтобы получить гарантированно прочную конструкцию. Причем, для такого самостоятельного проектирования не потребуется знаний специальных прикладных программ. Предлагаемый алгоритм, безусловно, упрощен, и не может сравниться по точности с профессиональными расчетами, и если затевается строительство крупного здания со сложной конфигурацией крыши – так или иначе, придется обратиться к специалистам. Но для типичной мансарды ломаного типа над среднестатистическим жилым загородным домом или гаражом – он вполне оправдан.

Особенности стропильной системы ломаного типа

Принцип устройства мансардной крыши ломаного типа

Итак, что же из себя представляет стропильная система ломаного типа?

С некоторой долей условности ее можно отнести к разновидностям двускатной. Но главное отличие в том, что каждый из скатов не представляет собой единой плоскости от конька до карнизного свеса. По определенной горизонтальной линии она «ломается» на две, причем верхняя часть ската имеет куда меньший угол крутизны по сравнению с нижней.

Характерная особенность ломаной крыши понятна уже из ее названия – каждый из скатов «ломается» на две плоскости, различающихся углом наклона к горизонту

Для чего это делается? Ответ очевиден. Если организовывать жилую мансарду под обычной двускатной крышей, слишком большая площадь приходится на «мертвые зоны» — по краям чердачного помещения вдоль линии карнизов. Безусловно, предпринимаются определенные меры, чтобы полезно использовать и эти участки, но возможности все же весьма ограничены, а сделать полноценный потолок, который не будет создавать «давящего» на голову ощущения, то есть с нормальной, привычной для человека высотой, получается только в центральной области чердака. Казалось бы, можно увеличить крутизну скатов – но это приводит к совершенно не оправданному росту высоты конька – такая крыша труднее в монтаже, требует большего количества материалов, и при всем этом – чрезмерная высота всегда становится причиной роста уязвимости конструкции от ветровой нагрузки, снижения общих прочностных характеристик. Одним словом, хлопот с возведением такой стропильной системы (тем более, если это планируется делать самостоятельно) – не оберешься!

А выход прост – повысить крутизну скатов только на «обитаемом» уровне чердачного помещения, до нормальной высоты потолка, а затем перейти к малому углу уклона, чтобы крыша не получалась слишком высокой. Давайте для наглядности посмотрим на один характерный пример.

Сравнение «полезной вместимости» мансардного помещения в домах с крышей обычного двускатного и ломаного типа

Для «чистоты эксперимента» возьмем два здания, с совершенно одинаковыми размерами в основании, например, с шириной стены по фронтонной части в 6 метров (как показано на иллюстрации). Высота стены до линии перекрытия – 4 метра, и такое же расстояние отложено по вертикали от перекрытия до высшей точки крыши – конька. Различие – в конструкции крыши: слева обычная двускатная, справа – ломаного типа.

Примем, что желательная нам высота потолка в жилой мансарде должна составлять 2,5 метра, и попробуем «вписать» это помещение в пространство чердака. Если даже не обращать внимания на проставленные размеры, то результат, как говорится, виден «невооружённым глазом».

Ну а если оперировать языком цифр, то видно, что даже при весьма большой крутизне скатов в двускатной крыше (а здесь она составляет около 53 градусов), ширина пространства, удовлетворяющего требованию комфортной высоты потолка – чуть больше 2 метров. Иное дело – в мансарде со стропильной системой ломаного типа – ширина «обитаемой зоны» возросла практически вдвое. Еще показательнее это будет выглядеть, если вычислить площадь такого помещения – очевидно, что при довольно скромных размерах здания, скажем, при длине дома в 8 метров, только выигрыш в площади составит порядка 16 м². А это, согласитесь, размер вполне приличной комнаты в городской многоэтажке!

Так что, несмотря на повышенную сложность в возведении крыши ломаного типа, такая затея выглядит вполне оправданной.

Основные элементы конструкции мансардной ломаной крыши

Теперь давайте взглянем, из каких же элементов состоит конструкция стропильной системы ломаного типа. Сразу оговоримся о том, что схем существует немало, и все их рассмотреть – в масштабе одной статьи просто нет возможности. Поэтому выделим две основных, наиболее часто применяемых при самостоятельном строительстве.

Схема расположения основных деталей системы ломаного типа с опорой мансардных стропил на мауэрлат

На схеме показаны следующие детали:

Стены здания (поз.1) в которые еще при их возведении вмурованы балки чердачного перекрытия (поз. 2). Обратите внимание – в данном случае они расположены даже несколько ниже верхнего обреза стен, что дает определенный выигрыш в высоте мансардного помещения. Но нередко они укладываются и вровень с верхним окончанием стен.

По стенам (по их карнизным сторонам) установлен мауэрлат (поз. 3) – брус, который станет опорой для основных, так называемых мансардных стропильных ног (поз. 4). Чаще всего эти стропила исполняются по наслонной схеме, то есть имеют в верхней части упор на вертикальную стройку (поз. 5). Вся «анфилада» таких стоек по все длине крыши связана общим брусом — прогоном (поз. 6). В верхней части противоположные стропильные ноги, закрепленные на стойках с прогонами, соединены затяжкой (поз. 7). Эта затяжка играет роль усиливающего элемента конструкции, но кроме этого – становится основой для подшивки потока мансардного помещения. То есть ее расположение в данной схеме обычно принимается с учетом комфортной для хозяев высоты потолка.

Основные стропильные ноги, несмотря на то что являются наслонными, все же испытывают немалые нагрузки на изгиб и на сжатие – просто в силу своей длины и особенностей расположения под большим углом. Поэтому их необходимо разгружать, то есть усиливать дополнительными деталями. В этом качестве применяются подкосы – диагонально расположенные опоры (поз. 8) и (или) дополнительные затяжки (поз. 9).

Как правило, крутизна этого ската, сформированного основными, мансардными стропилами, выдерживается в диапазоне от 60 до 70 градусов, хотя может быть даже больше. Это, кстати, дает еще один «плюс» – на плоскости, расположенной с таким уклоном, зимой не будут задерживаться снежные массы, и их при расчете данных стропил можно не принимать во внимание.

Верхние скаты формируют коньковые стропила (поз. 10). Они, безусловно, значительно короче, и обычно располагаются под углом к горизонту от 15 до 30 градусов. Здесь можно применить и висячую схему расположения стропил, без центральной опоры. Но для надёжности нередко и на коньке устанавливается стойки или бабки (поз. 11) с пущенным по ним коньковым прогоном, и тогда, по сути, стропила превращаются также в наслонные.

Еще один нюанс данной схемы. Так или иначе, но создавать карнизный свес крыши над стенами, чтобы защитить их от прямого попадания влаги, придется. Значит, мансардные стропила должны иметь определённое удлинение (поз. 12) для формирования этого свеса планируемой ширины. Другой вариант – использование дополнительных деталей – так называемых «кобылок», с помощью которых наращивается длина стропильных ног. Это будет несколько подробнее рассмотрено ниже.

Цены на крепления для стропил

крепления для стропил

Пример такой конструкции крыши показан на иллюстрации ниже.

Пример стропильной системы ломаного типа с мансардными стропилами, закрепленными на мауэрлате, и с их удлинением для формирования карнизного свеса

Теперь рассмотрим вторую схему, обратив внимание на принципиальное отличие.

Карнизный свес формируется за счет выноса за пределы стен балок перекрытия

В целях максимально полезного использования объёма чердачного помещения, очень часто мансардные стропильные ноги крепят не на мауэрлате, а на балках перекрытия, уложенных на верхних торцах стен здания и вынесенных наружу на необходимое расстояние (поз. 2а). Выигрыш в ширине получающейся комнаты – очевиден. Кроме того, решается еще одна проблема. Вынос балок перекрытия сразу формирует карнизный свес необходимой ширины (поз. 12а). Впоследствии останется лишь подшить его снизу досками или панелями-софитами.

Стропильная система ломаной крыши с вынесенными за пределы стен здания балками перекрытия

Основные требования, учитываемые при проектировании ломаной стропильной системы

Чтобы закончить вопрос с общим устройством и перейти вплотную к расчетам стропильной системы, имеет смысл перечислить основные требования, которые к ней предъявляются.

  • Как правило, высота потолка в мансардном помещении принимается не менее 2200 мм – в противном случае неизбежно постоянное давящее ощущение от близкорасположенной потолочной поверхности. Отсюда и начинаются основные расчеты других деталей системы.
  • При определении типа кровельного покрытия стремятся выбрать материал с небольшой удельной массой – тяжелую кровлю разместить на крутом скате мансарды будет значительно сложнее, да и надежность установки может быть не гарантирована.
  • Стопила, в особенности – основные, мансардные, нередко получаются весьма большой длины, и, скорее всего, потребуется установка усиливающих элементов конструкции (подкосов или затяжек). Промежуточные вертикальные стойки под круто расположенными стропильными ногами становятся малоэффективными.
  • Необходимо иметь в виду, что мансарда, если она задумывается жилой и «всесезонной», всегда отличается выраженно большим количеством теплопотерь, так как, по сути, вообще не имеет со стороны скатов кровли никакой термоизоляционной преграды. Все это налагает особые требования к утеплению, которые также могут сказаться и на линейных параметрах деталей стропильной системы. Вместе с тем, слой термоизоляции кровли в большинстве случаев потребует еще и качественной вентиляции утеплителя, иначе он быстро напитается конденсационной влагой и потеряет свои качества.

Мансарда практически всегда требует надежной термоизоляции, и это может сказаться на размерах деталей ее конструкции

  • Для строительства мансарды ломаного типа следует употреблять только качественный пиломатериал хорошей степени просушки (остаточная влажность не более 20%) – никому не нужны деформации этой сложной конструкции при усыхании древесины. Не следует приобретать древесину с обилием сучков, с продольными трещинами, с синевой или другими признаками биологического разложения. Перед монтажом элементов системы все они должны получить полноценную обработку специальными составами, защищающими дерево от гниения, поражения плесенью, грибком или насекомыми, повышающими противопожарные качества материала.

Обработка пиломатериалов пропиткой, повышающей их биологическую стойкость и противопожарные качества

Вот теперь, познакомившись с особенностями стропильной системы ломаного типа, можно перейти к ее самостоятельным расчетам.

Как выполнить самостоятельный расчет ломаной стропильной системы

В интернете можно, при желании, отыскать программы расчета стропильных систем, выполненных как в виде специальных приложений, так и по типу алгоритма для использования, скажем, в Microsoft Excel. Мы же предлагаем упрощенную систему расчета, которой, впрочем, будет вполне достаточно для самостоятельного проектирования ломаной крыши для собственного дома небольших размеров или хозяйственной постройки.

В отличие от предлагаемых программ, когда у пользователя только запрашиваются данные, а сама процедура расчета для него остается «за семью печатями», мы проведем вычисления поэтапно, с объяснением каждого выполняемого шага. Это, кстати, поможет и глубже разобраться в конструкции системы и в основных взаимосвязях ее элементов.

Взаимосвязь «крутизна ската – высота помещения мансарды – ширина помещения»

В качестве исходных данных у хозяина дома всегда будет ширина здания (Вд)– размер той стены, над которой станет формироваться фронтон крыши. Кроме того, наверняка имеются пожелания о высоте потолка в мансардном помещении (Нм). Значит, необходимо отследить взаимосвязь – как будет влиять крутизна нижнего ската мансардной крыши (угол а) на вместимость образующегося помещения с заданной высотой потолка, то есть его ширину (Вм). Если затем эту величину Вм разделить на два, то полученное значение покажет еще и расстояние между центром (продольной осью мансарды) и местом установки вертикальных стоек.

Схема для проведения расчетов ширины и высоты помещения

На схеме хорошо показаны те данные, которыми мы будем оперировать при расчетах. Правда, если стропильная система будет делаться по принципу выноса балок перекрытия наружу, потребуется еще один размер – величина этого выноса (Вв).

Особенности такой схемы: добавляется еще один параметр – длина выноса балки перекрытия Вв

Итак, по законам геометрии в прямоугольном треугольнике наши стороны (катеты) соотносятся следующим образом:

Вг = Нв / tg а

Вг – это длина «глухого» участка, то есть между внутренней поверхностью стойки и вершиной угла а (между скатом и балкой перекрытия).

Очевидно, что ширина полезного помещения мансарды (между вертикальными стойками) станет равна общей ширине минус два «глухих» участка.

Чтобы не «мучить» читателя самостоятельными подсчетами, постараемся каждый шаг расчетов снабдить соответствующим калькулятором.

Калькулятор зависимости крутизны мансардного ската и ширины образующегося помещения

Для удобства, в поле ввода сразу предусмотрена возможность расчета для обоих случаев – с опорой стропил на мауэрлат и с выносом балок перекрытия наружу. Просто в случае, если выноса балок нет, необходимо оставить в этом поле значение по умолчанию – «0».

При необходимости калькулятор позволяет решать и обратную задачу, когда известны желательные параметры комнаты, и необходимо вычислить, какой же крутизна ската должна быть при этом. Изменяя значение угла (градация сделана с точностью до 1 градуса), с ранее заданной шириной здания и высотой потолка, можно быстро прийти к необходимой ширине помещения. Такой подбор займет всего несколько лишних секунд.

Высота и крутизна конькового отдела ломаной крыши

Теперь у нас есть все необходимые величины для того, чтобы «прикинуть» общую высоту крыши, которая складывается из высоты мансардного помещения (Нм) и высоты треугольника, который можно назвать «коньковым» (Нк). Для расчета необходимо еще только определиться с углом крутизны установки коньковых стропил (b) – как уже говорилось, здесь обычно применяют скаты небольшого уклона, от 15 до 30 градусов.

Итак, высота «конькового треугольника» будет равна:

Нк = 0,5 × Вм × tg b

Калькулятор расчета высоты «конькового треугольника» мансардной ломаной крыши

Полученный результат остается суммировать с известной высотой мансардного помещения, чтобы получить суммарную высоту крыши. Для этого, наверное, уже не требуется калькулятора.

И опять же, вполне решается обратная задача. Например, необходимо узнать какую крутизну конькового ската необходимо задать, чтобы получилась крыша, допустим, общей высотой в 4 метра, при том, что потолок в мансарде планируется высотой в 2.3 метра. Простым арифметическим действием находим высоту «конькового треугольника»: 4 – 2,3 = 1,7 м, а затем, варьируя значения угла b, добиваемся нужной высоты в выдаваемом калькулятором ответе.

Расчёт длины стропильных ног

Пришла пора определиться, какой же длины, при полученных выше параметрах, будут стропильные ноги. Опять на помощь идет тригонометрическая формула:

L = Н /sin a = H / cos (90º — a)

Понятно, что для расчета длины мансардного (нижнего) стропила принимается значение высоты, соответствующее выбранной высоте мансардного помещения Нм и угол крутизны ската а, а для конькового стропила – высота «конькового треугольника» Нк и свой угол крутизны b. В остальном же различия нет, так что для поочередного расчета можно воспользоваться одним калькулятором, предлагаемым ниже.

Калькулятор расчета длины стропильной ноги

Если применяется схема с вынесенными балками перекрытия, и карнизный свес сформирован за счет этого, то на этом расчет общей длины стропильных ног закончен. Но в том варианте, когда требуется удлинение стропила для создания свеса, придётся выполнить еще одно вычисление.

Обычно ширина карнизного свеса, для полноценной защиты стен от прямого попадания осадков, задается по горизонтальной оси, то есть расстоянием от стены до края карниза. А при больших углах крутизны, характерных именно для нижних мансардных стропил, даже незначительная ширина свеса потребует довольно большого удлинения стропильных ног.

Карнизный свес, создаваемый за счет удлинения стропильных ног за линию мауэрлата

Для экономии материала, это удлинение часто делают и из досок, наращивая стропила кобылками. Значит, предлагаемый ниже расчет поможет определиться с тем, какая рабочая длина кобылок (без учета соединительного нахлеста) потребуется.

Цены на опоры для стропил

опоры для стропил

Калькулятор расчета необходимого удлинения стропила для создания карнизного свеса

Для расчета необходимо знать уже известный угол крутизны нижнего, мансардного ската а и планируемую ширину карнизного свеса k.

ΔL = k / cos a

Это соотношение заложено в расположенный ниже калькулятор:

Расчет основных нагрузок, выпадающих на стропильные ноги, определение их оптимального сечения

Следующим важным моментом становится определение нагрузок, которые будут выпадать на стропильные ноги. Этот параметр поможет определиться с сечением пиломатериала, которое обеспечит стабильность возводимой системы.

Расчет нагрузок, по правде говоря – это удел специалистов, владеющих теорией сопромата и вооружённых специальными методиками. Но в условиях строительства небольшого частного дома вполне можно применить и упрощённый алгоритм, который даст вполне приемлемый по степени точности результат.

Для подбора сечения пиломатериала мы будем оперировать распределенной нагрузкой, выпадающей на стропильные ноги. Она зависит от шага установки стропил – чем он меньше, чем ниже нагрузка, выпадающая на каждый погонный метр этой несущей детали.

А общая нагрузка складывается из нескольких составляющих – это масса самой системы с кровельным покрытием, ветровое воздействие, давление снежных масс на крышу. Плюс к этому, закладывается еще и определенный эксплуатационный запас – на случай непредвиденных нагрузок, например, стихийного или даже техногенного плана.

Ниже предложен калькулятор, который позволит быстро рассчитать распределённую нагрузку на стропильную ногу. Он, безусловно, требует некоторых пояснений по работе с ним – они также будут приведены.

Калькулятор расчета распределенной нагрузки на стропильные ноги.

Итак, для расчета потребуется ввести:

  • Угол ската крыши. Обычно расчет проводится для более длинных мансардных стропил, так что вводится значение угла а. Впрочем, при желании, для сравнения можно провести вычисления и для коньковых – тогда указывается угол b. Угол ската необходим для правильного подсчета снеговой и ветровой нагрузок.
  • Планируемый материал кровельного покрытия. В программу расчета, вместе с массой конкретной кровли, сразу занесено среднее значение массы характерной для нее конструкции обрешетки. Сюда же внесено примерный удельный вес утеплителя кровли мансарды. То есть, выбирая кровлю, пользователь сразу вносит и все весовые нагрузки стропильной системы.
  • Для определения уровня снеговой нагрузки необходимо указать номер зоны своего региона проживания. Узнать свою зону можно по карте-схеме, расположенной ниже. Значение средней снеговой нагрузки для каждой из зон уже внесено в алгоритм расчета.

Карта-схема распределения территории России по зонам в зависимости от уровня снеговой нагрузки

  • Для учета ветровой нагрузки придется ввести несколько параметров:

— Во-первых, по аналогии со снежной нагрузкой, необходимо определить по соответствующей карте свою зону по уровню ветрового давления (данные систематизированы по итогам многолетних метеонаблюдений). Показатели ветрового давления для зон – внесены в базу данных калькулятора.

Зонирование территории России по уровню ветрового давления

— Во-вторых, необходимо определиться со своей «локальной зоной», то есть с особенностями расположения дома на местности, наличием или отсутствием естественных или искусственных преград для ветра. Тут подразумевается градация по трем типам – все они достаточно понятно изложены в интерфейсе калькулятора.

Правда, есть одна тонкость. Преграда для ветра только в том случае принимается в расчет, если она расположена в пределах круга с радиусом 30H, где Н – это высота дома над уровнем земли по линии конька. К примеру, для дома высотой в 6 метров учитываются препятствия, расположенные не дальше 180 метров от него.

Круг, в пределах которого учитываются естественные или рукотворные препятствия для ветра

— Наконец, следует указать и саму высоту будущего дома (по уровню его конька).

  • Последнее поле ввода исходных значений – это планируемый шаг установки стропильных ног.

Варьируя этот параметр, оставляя неизменными все остальные исходные данные, можно наблюдать, как изменяется распределенная нагрузка, чтобы выбрать оптимальное значение.

  • Итоговый результат будет выдан в килограммах на погонный метр стропильной ноги.

Располагая этим значением, можно войти в таблицу, предложенную ниже, чтобы выбрать брус или доску необходимого сечения.

Расчетная величина распределенной нагрузки
(килограмм на погонный метр стропильной ноги)
Сечение пиломатериала для изготовления стропильных ног
75 100 125 150 175 доска или брус кругляк
толщина доски (бруса), мм диаметр, мм
40 50 60 80 100
Планируемый пролет стропила между точками опоры, м высота доски (бруса), мм
4 3.5 3 2.5 2 160 150 140 130 120
4.5 4 3.5 3 2.5 180 170 160 140 120 120
5 4.5 4 3.5 3 200 190 180 160 140 140
5.5 5 4.5 4 3.5 210 200 180 160 160
6 5.5 5 4.5 4 220 200 180 180
6.5 6 5.5 5 4.5 220 200 200
6.5 6 5.5 5 240 220 220

В левой части таблицы находят ячейку на пересечении округленной (в большую сторону) распределенной нагрузки с длиной пролёта стропил (расстояния между точками опоры или усиления). Затем из этой строки в правой части таблицы выписываются рекомендуемые сечения бруса (или диаметр бревна, если стропила будут изготавливаться из кругляка).

Кстати, при подборе материала для изготовления стропил обычно учитывают еще и толщину утеплителя, который укладывается между ними. Плюс к этому – необходимо оставить вентиляционный зазор между утеплителем и расположенной над ним паропроницаемой мембраной кровельного «пирога» (еще 20-30 мм). Поэтому имеет, наверное, смысл сразу определиться и с необходимой толщиной утепления, при котором в мансарде будет поддерживаться комфортный для всесезонного проживания микроклимат.

Давайте проведем и этот расчет.

Толщина необходимого утепления мансарды

Расчет толщины утепления скатов мансарды строится на том, что суммарное термическое сопротивление создаваемого «пирога» не должно быть ниже нормированного значения, установленного СНиП.

Найти это значение можно по размещенной ниже карте-схеме. При этом необходимо брать значение «для покрытий» (показано красными цифрами). Оно всегда – самое большое, так как через кровельные покрытия происходят максимальные утечки тепла.

Цены на клееный брус

клееный брус Карта-схема для определения нормированного значения сопротивления теплопередаче

Для утепления мансарды чаще всего применяют минеральную вату. Однако, это не догма, и можно встретить массу примеров, когда используется пенополистирол (обычный «белый пенопласт» или более безопасный и качественный экструдированный). Кроме того, в последнее время всё шире применяются напыляемые материалы – пенополиуретан или эковата.

Не будем сейчас рассматривать достоинства и недостатки каждого из утеплителей, а просто скажем, что их теплотехнические характеристики, необходимые для проведения расчета, уже внесены в программу калькулятора.

Какие материалы используются для термоизоляции частного дома?

Ассортимент подобных материалов – достаточно велик, и каждый из них обладает своими особенностями. Подробнее об основных утеплителях для дома рассказано в специальной публикации нашего портала.

Наконец, свою роль в термоизоляции мансарды может сыграть и внутренняя отделка помещения. В калькуляторе указаны основные типы материалов для обшивки стен мансарды – необходимо выбрать нужный и указать его планируемую толщину.

Калькулятор расчета толщины утепления скатов мансарды

Результат выдается в миллиметрах, и его можно затем округлить – привести к стандартным толщинам выпускаемых утеплительных матов или плит.

Кстати, для многих регионов России толщина утепления может оказаться весьма значительной, и для установки плит или матов такой толщины придётся неоправданно, в принципе, увеличивать сечение стропильных ног, что приводит и к удорожанию общей сметы, и к очень серьезному утяжелению конструкции.

Пример утепления скатов кровли в два слоя

Но выход есть – это практика двухслойной укладки термоизоляции. Вначале плиты укладываются между стропильных ног. А затем, для достижения необходимой расчетной толщины термоизоляции, монтируется второй слой, для установки которого достаточно вспомогательной обрешетки из легкого пиломатериала небольшого сечения.

Площадь кровли ломаной крыши

При планировании строительства крыши такого типа обязательным параметром, который необходимо узнать, является суммарная площадь получаемых скатов. Это важно в плане приобретения кровельного материала, утеплителя, требуемых по технологии гидро- и пароизоляционных мембран, для расчета обрешетки, разреженной или даже сплошной – под мягкие битумные покрытия.

(Про обрешетку в данной статье не говорилось намеренно, так как у каждого кровельного материала есть своя специфика в этом вопросе, и общих «рецептов» просто нет).

Схема для подсчета суммарной площади кровельного покрытия мансардной ломаной крыши

Подсчет площади скатов стандартной ломаной крыши, которая рассматривалась в публикации – задача буквально для начальной школы, и нет смысла облекать ее в какой-то онлайн-калькулятор. Просто воспользуйтесь следующей формулой:

S = 2 × D × (Lм + Lк)

где:

S – суммарная площадь скатов ломаной мансардной крыши;

D – длина кровли по линии карнизного свеса;

Lм – длина мансардного стропила. Если для формирования карнизного свеса применялось удлинение стропильной ноги или использование кобылки, то это тоже обязательно принимается в расчет – длина стропила принимается суммарная, с учетом ΔL;

Lк – длина конькового стропила.

Все значения указываются с максимальной точностью в метрах, ответ получается, естественно, в квадратных метрах.

Вместо заключения

Конструкция ломаной мансардной крыши на небольшом по размерам загородном доме (с шириной по линии фронтона в пределах 6÷7 метров) – настолько широко опробованная на практике, что встречается масса рекомендаций по выбору сечения пиломатериалов, даже не проводя расчетов. Так, для стропильных ног советуют использовать доски сечением 50×150 мм (если требуется толстое утепление – то его лучше провести в два слоя). Для стоек и перекрывающих их сверху балок применяют брус сечением от 80×80 до 100×100. Затяжки и подкосы – обычно выполняют из тех же материалов, что и стропильные ноги. Про обрешетку было сказано – в зависимости от выбранного кровельного материала и крутизны скатов.

Правда, при этом часто оговариваются, что такие сечения будут справедливы для районов с не слишком высокой снеговой и ветровой нагрузкой. А вот как уловить эту грань? Может, лучше все же не полениться и провести самостоятельный расчет? Дело ваше.

В завершение публикации – два видео сюжета, посвященные монтажу такой стропильной системы. Хотя вопрос практического монтажа выходит за рамки рассмотрения данной публикации, такое знакомство с одной из существующих технологий возведения ломаной конструкции крыши поможет лучше представить ее устройство для проведения необходимых проектировочных работ.

Виды балок перекрытия и основные расчёты

При возведении частных загородных зданий многие строители используют балки перекрытия. Изделия равномерно распределяют усилия от вышерасположенных конструкций, повышают жёсткость и прочность всего дома. Во время проектирования жилого здания необходимо провести расчёт балок перекрытия из дерева, выбрать оптимальное сечение и расстояние между брусками.

Типы и виды деревянных перекрытий

По предназначению деревянные балки перекрытия разделяются на такие виды:

  • подвальное;
  • чердачное;
  • междуэтажное.

С каждым из подвидов следует ознакомиться более детально.

Подвальное

Конструкция должна обладать высокими показателями прочности, выдерживать значительные усилия, ведь балки будут служить основой для устройства пола. Если в проекте жилого дома предусмотрен подвал или гараж для автомобиля, то деревянные бруски заменяют металлическими несущими конструкциями. Это связано с быстрым разрушением дерева от воздействия высокой влажности. Альтернативным вариантом считается уменьшение расстояния между балками перекрытия и обработка деревянных элементов антисептиком.

Чердачное

Перекрытие устанавливается независимо или является продолжением кровельной стропильной системы. Лучшие технические характеристики у первого варианта. Устраивать независимое перекрытие более рационально, такая конструкция улучшает звукоизоляционные показатели всего дома, считается ремонтопригодной.

Междуэтажное

Конструкция балок перекрытия в каркасном доме имеет свои особенности. Одна сторона деревянного бруса используется в качестве опорных элементов для крепления потолка, вторая (верхняя часть) применяется в качестве лаг для монтажа напольного покрытия. Пространство между балками межэтажного перекрытия заполняют минеральной ватой или другим теплоизоляционным материалом, пароизоляционная мембрана применяется в обязательном порядке. В нижней части пирога закрепляют гипсокартонные листы, сверху застилают дощатый деревянный пол.

Достоинства и недостатки

У деревянных брусков, которые используются для устройства перекрытия, есть свои сильные и слабые стороны.

Главными достоинствами балок из досок считаются:

  • минимальный вес конструкционных элементов, что снижает нагрузку на несущие стены и фундамент здания;
  • красивый внешний вид;
  • возможность монтажа дощатого пола без дополнительной подготовки;
  • высокая скорость проведения монтажных работ без помощи подъёмных механизмов;
  • возможен ремонт перекрытия во время эксплуатации жилого здания.

Из минусов деревянных конструкционных элементов следует выделить:

  • необходимость в пропитке древесины антисептиками и антипиренами, такие растворы препятствуют гниению и возгоранию материала;
  • меньшие показатели прочности по сравнению с металлическими или железобетонными изделиями;
  • деформация и усадка конструкции в результате резких перепадов температуры или под воздействием высокой влажности.

Обратите внимание! Устройство деревянного перекрытия возможно на ограждающих конструкциях из газобетона, кирпича или на стенах из любого другого материала.

Использование досок и цельного бруса

В случае применения цельного деревянного бруса или досок для устройства перекрытия длину пролёта выбирают в пределах 4–6 м, что в два раза меньше от максимального расстояния при использовании строительных конструкций из клееного бруса. Детали из скреплённых досок часто изготавливаются прямо на строительном объекте.

По прочности конструкции превосходят цельные балки. Основным достоинством изделий считается возможность устройства составной детали из нескольких досок. Строители могут самостоятельно регулировать толщину балки путём скрепления необходимого количества элементов. Доски соединяют между собой при помощи резьбовых элементов. Под болты и гайки устанавливают резиновые или пластиковые шайбы. Элементы предотвращают воздействие коррозии на металлические закладные детали, защищают древесину от врезания гайки при затягивании.

Клееный брус

Для увеличения прочности или величины цельных балок их скрепляют между собой вручную во время монтажа перекрытий. Для этих же целей применяется изготовленный на предприятиях клееный брус. Он состоит из нескольких соединённых между собой брусков. Толщина отдельно взятого элемента регулируется количеством склеенных между собой изделий. Клееный брус получают на заводе методом прессования, его длина достигает 12 м.

Готовые изделия сохраняют характеристики цельных пиломатериалов, в них можно вбивать гвозди без потери прочности или резать на части необходимого размера. Единственным недостатком таких конструкций считается высокая стоимость. Необходимо всё тщательно просчитать перед установкой перекрытия первого этажа по деревянным балкам.

Обратите внимание! Клееный брус часто применяется в строительстве для монтажа арочного перекрытия.

Самостоятельное изготовление клееного элемента

Существует несколько вариантов самостоятельного изготовления клееного бруса:

  • соединение трёх элементов в одну конструкцию;
  • склеивание двух деталей в форме символа Z;
  • соединение ламелей с использованием специальных элементов, металлических вставок.

Самым практичным считается первый способ, он гораздо проще двух остальных. На начальной стадии работ отбирают доски для бруса и укладывают их на центральный элемент таким образом, чтобы годовые кольца древесины смотрели в противоположные стороны. На поверхности досок делают пометки чёрным маркером или простым карандашом, что будет указывать на последовательность их укладки.

Центральный элемент зачищают с обеих сторон наждачной бумагой, что позволит создать шероховатую поверхность, улучшить адгезию клея. Боковые доски обрабатывают только в месте прилегания к основному брусу. На следующем этапе работ обезжиривают поверхности растворителем, наносят антисептик и антипирены. Эти жидкости и защитные составы наносятся поочерёдно: сначала растворитель, затем другие пропитки после высыхания основного состава. Обрабатывают не только боковые стороны пиломатериала, но и торцы.

Теперь необходимо нанести тонкий слой клея (1–2 мм) на зачищенные и предварительно обработанные поверхности. Верхнюю и нижнюю доски укладывают на центральный брус таким образом, чтобы они находились в одной плоскости. Для скрепления элементов используются струбцины, которые устанавливают на балке через каждые 40–50 см. Время твердения клея указывается производителем (обычно не превышает 2 дней).

Порядок расчёта

Определить шаг балок деревянного перекрытия, их размеры и количество помогает предварительный расчёт. Перед проведением таких операций необходимо:

  • провести замеры пролёта между несущими стенами жилого здания;
  • рассчитать нагрузку, которую будет испытывать перекрытие после монтажа;
  • провести расчёт сечения и шага балок по специальным таблицам.

Длина балок основания для устройства крыши состоит из размера пролёта и необходимой величины запаса в пределах 10–15 см для устройства надёжного перекрытия при опоре на стену. Длина пролёта – расстояние между внутренними частями противоположных стен в жилом доме или любой другой постройке. Самым популярным вариантом в частном строительстве считается расстояние от 2,5 до 4 м. При величине пролёта больше 6 м для монтажа перекрытия используются деревянные фермы.

Важно! Нагрузка на деревянную балку включает в себя усилия от вышерасположенных конструкций, внутреннего наполнения перекрытия, а также временных элементов (людей, бытовой техники и мебели).

Точные расчёты может выполнить только специализирующаяся на этом строительная организация. При самостоятельных вычислениях отталкиваются от следующих значений:

  • общая нормативная нагрузка на квадратный метр перекрытия при использовании утеплителя (минеральной ваты) составляет 130 кг/м2;
  • при использовании толстых досок и тяжёлого теплоизоляционного материала нормативная нагрузка увеличивается до 150 кг/м2, общая с учётом коэффициента безопасности 1,3 – до 245 кг/м2;
  • в мансардном помещении на перекрытие действуют временные нагрузки от установки мебели или перемещения людей – общая нагрузка составит 350 кг/м2;
  • общая нагрузка для междуэтажных пролётов не менее 400 кг/м2.

Все указанные величины считаются базовым значением для дальнейших расчётов.

Определение сечения и шага

После подбора нагрузок и определения длины балок приступают к расчёту шага их укладки для устройства опалубки будущего перекрытия, а также определяют величину их сечения.

Все работы проводятся по таким правилам:

  • соотношение ширины и высоты несущих элементов перекрытия находится на уровне 1:1,4 (ширина балки колеблется в пределах 4–20 см, а высота изделий зависит от толщины теплоизоляционного материала, находится в диапазоне 10–30 см);
  • на шаг установки балок влияют расчётные нагрузки и размеры утеплителя, фанеры или любого другого материала для подшивки;
  • между соседними балками оставляют свободное пространство от 30 до 120 см.

Для точного определения сечения бруса деревянного перекрытия существуют специальные таблицы. Во время проведения вычислений необходимо обращать внимание на максимальную величину прогиба, для чердачных брусков перекрытия не более 1/200 для междуэтажных элементов – 1/350.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *