Расчет стропильной системы двухскатной крыши

0
594

Расчет стропильной системы двухскатной крыши: подробные примеры + советы инженеров

Расчет стропильной системы двухскатной крыши

Большая часть строительства уже позади, и ваш будущий дом радует крепким фундаментом и ровными стенами? Самое время приступать к строительству крыши, которая будет защищать ваш домашний уют от сырости и непогоды. Но первое, что нужно сделать – спроектировать и рассчитать всю конструкцию до самой последней детали. Помните, что на высоте все работы проходят сложнее, а потому лучше ничего не переделывать. Тем более, что сам расчет стропильной системы двухскатной крыши не сложен – сейчас в этом вы убедитесь сами! К слову, двускатную крыше еще называют щипцовой.

Содержание

Итак, вот основные элементы такого каркаса:

  • Мауэрлат – это фундамент кровли, обычно представленный горизонтальным брусом, на который и опираются стропила.
  • Коньковый брус.
  • Наклонные балки и стропила.
  • Вертикальные стойки.
  • Обрешетка и дополнительные детали, придающие необходимой жесткости каркасу.

Ничего сложного – двускатная крыша как раз этим и радует:

Расчет стропильной системы двухскатной крыши

Проект стандартной двускатной стропильной системы представляет собой две наклонные плоскости прямоугольной формы и ровные вертикальные торцы по бокам, называемые фронтонами. Такая крыша – одна из самых простых конструкций, со строительством которой успешно справляются даже малоопытные специалисты.

А вот ломаная двускатная крыша имеет уже другую архитектуру. Здесь верхняя более пологая крыша обычно строится с углом наклона 30°, а нижняя крутая – с наклоном 60°.

Ломаная двускатная крыша хороша тем, что на ней почти не задерживается снег и наледь, а вот мансардное помещение оказываются куда удобнее и уютнее. Причем в нижней плоскости такой крыши рационально делать мансардные окна, которые на более пологих плоскостях обычно становятся проблемой протечек и сырости – на них дольше задерживается дождевая вода.

Отметим, что ломаная стропильная система один из самых лучших вариантов для зданий шириной 6-8 м. Причем ломаный профиль вам будет легче собрать – для этого нужно всего лишь смонтировать прямо на земле нужные узлы, а все стойки и стропила просто обрезаем по шаблону:

Расчет стропильной системы двухскатной крыши

Расчет стропильной системы двухскатной крыши

Итак, первым делом при проектировании и просчете определитесь с полезной площадью мансарды, и исходя уже из этих данных решите, насколько высокими будут вертикальные стойки. А мансарду обычно в такой крыше делают – удобно ведь.

Предлагаем для удобства разобраться с понятиями:

Расчет стропильной системы двухскатной крыши

Теперь рассчитываем наклон скатов. Так, если ваш дом имеет стандартную ширину 6-8 м, тогда угол скатов 45° оставит для жилого пространства мансарды слишком мало места. Делайте 60° — это самый удачный вариант, хотя и обойдется вам дороже. Кроме того, уже с 45° наклона вы сможете использовать любые кровельные материалы.

Редко, но случается, когда двускатная крыша изначально планируется ассиметричной – хотя бы ради того, чтобы в чердачном пространстве было место для обустройства жилой мансарды. Но в любом случае угол наклона стандартной двускатной крыши высчитывайте исходя из ветровых и снеговых нагрузок вашего региона.

Но учитывайте, что с увеличением угла наклона скатов увеличится и расход материалов, хотя и эксплуатационные характеристики такой крыши тоже будут выше:

Строят также двускатные крыши с неравными углами скатов, чтобы выразить оригинальный дизайн. В ней много недостатков, а потому вы советуем вам спланировать все-таки симметричную крышу, в основании которой равнобедренные треугольники.

У двускатной крыши их всего два.

Висячие стропила

Отличительная особенность этого вида стропильной системы в том, что опора здесь идет только на боковые стены сооружения, т.е. стропила попросту висят. Этот процесс в строительстве считается негативным, т.к. подобное проектирование ведет к распирающей нагрузке крыши и со временем стены могут даже деформироваться. А с десятилетиями – даже перекоситься. Вот почему для более гармоничного и безопасного распределения нагрузки продумайте дополнительные и вспомогательные элементы – затяжки, бабки, укосы.

Расчет стропильной системы двухскатной крыши

Но есть у висячей стропильной системы и свои преимущества:

  • Монтажные работы такой крыши довольно просты.
  • Нет сложных узлов и других элементов для надежности системы.
  • У всей стропильной конструкции – высокая степень жесткости.

А еще висячие стропила не рекомендуются в регионах высокой ветровой нагрузки.

Наслонные стропила

Наслонная стропильная система характеризуется наличием внутренней опорной перегородки, которая располагается на одинаковом расстоянии от противоположных стен. На нее опирается вся кровля, а потому без наслонной системы не обойтись, если крыша будет иметь серьезный вес или размер.

Расчет стропильной системы двухскатной крыши

А теперь важно максимально перераспределить нагрузку всех стропил на балки перекрытия. Если стропила нужно усилить, тогда добавьте в проект дополнительные накладки или большее, чем планировалось, сечение бруса.

Вес стропильной системы и кровельного покрытия

Рассчитываем все по таким таблицам:

Расчет стропильной системы двухскатной крыши

Расчет стропильной системы двухскатной крыши

В проекте также могут быть наклонные стойки, которые усиливают стропильную систему. Далее, ферму остроконечной крыши нужно будет усилить бабкой – центральной стойкой, которая соединит потолочную и коньковую балки.

Кроме того, важно, чтобы кровля могла легко переживать климатические диссонансы. Проще всего просчитывать и проектировать крыши в небольших странах, где по всей территории один и тот же климат. Вот почему у ирландцев принято строить одни конструкции, в жарких странах – другие, а шведов третьи. Просто в таких местностях веками складываются строительные традиции, которые на самом деле проверены на практике не одним поколением.

А вот в России такие традиции неоднозначны: где-то строят пологие низкие крыши и дома почти в земле, а где-то наоборот – высокие острые скаты у таких же высоких теремков. Дело в том, что климат в нашей стране разнообразен (естественно, из-за ее огромной территории), и в одних местностях пытаются справиться с тоннами снега, а в других – не дать шальному ветру сорвать все крыши в деревне. Поэтому все равно ориентируйтесь на опыт вашего региона и не принимайте слишком радикальных решений в просчете стропильной системы.

А узнать ветровую и снеговую нагрузку вашей местности не сложно при помощи таких карт:

Расчет стропильной системы двухскатной крыши

Ветровая нагрузка

Итак, сила ветра оказывает боковое давление на крышу. Сталкиваясь с препятствием, ветер делится на два потока: вниз к фундаменту и вверх, под карниз. Если вы просчитаете все правильно, ваша крыша будет служить вам верой и правдой до самых правнуком, а если ошибетесь с расчетами – последствия будут печальными. Причем, если ветер срывает крышу в буквальном смысле этого слова, здесь не обойтись каким-нибудь небольшим ремонтом – придется строить заново всю стропильную систему.

Поэтому в строительном мире принято уделять особое внимание так называемому аэродинамическому коэффициенту крыши. Он зависит от ее угла наклона: чем круче, тем такая нагрузка будут больше и ветру будет легче опрокинуть кровлю. Чем ниже, тем сложнее, но здесь уже ветер будет действовать как подъемная сила, стремясь зацепить за карниз и сорвать, как шляпку гриба. А потому идеальная крыша для ветреных регионов – с небольшим углом наклона и минимальным карнизом. И уж точно не с висячими стропилами.

Другой опасный момент: в таких местностях ветер часто обрывает ветви у деревьев и разносит другие предметы. А чем выше кровля, тем больше вероятности, что с ней столкнется весь этот мусор. Пару царапин – и коррозия гарантирована. Поэтому от металлического покрытия тоже придется отказаться. Кроме того, если в вашей местности сильные ветра, мауэрлат укладывать близко к краю наружной стены не рекомендуется, чтобы порывы ветра не могли его сорвать.

Снеговая нагрузка

Снежный покров в зимние периоды на самом деле оказывает немалое давление на крышу. И чем севернее район, тем больше там таких осадков, и тем больше угроза пролома крыши, особенно при низком угле наклона. А потому проектировать и рассчитывать этот финишный элемент здания нужно осторожно, с учетом всех тонкостей и нюансов.

Особенно сложно продумать надежную крышу в тех районах, где периодическая смена температур – норма. Дело в том, что постоянное таяние снега, и его промерзание на следующий же день сказывается плохо на любом кровельном покрытии. В итоге деформируется вся стропильная система, разрушается гидроизоляции и утепление, а постоянные протечки кровли влекут за собой неприятную сырость и регулярные ремонты. У вас похожие погодные условия? Делайте ставку максимальную защищенность кровли!

Формула расчета угла наклона кровли в этом случае проста: чем выше уклон, тем меньше задерживается снег. В снежных регионах также забудьте о сложных формах крыши и многочисленности элементов. Рассчитывайте только простую конструкцию с высоким углом наклона, на которые обязательно нужно будет поставить снегодержатели (чтобы осадки не разрушили водосточную систему).

Естественно, собственноручно начертить всю стропильную систему, как в официальной проектной документации, довольно сложно, если только у вас не образование архитектора. Но вполне достаточно обладать теми теоритическими знаниями, которые вам дает эта статья и хотя бы сделать наброску, чтобы можно было уже закупать строительный материал. И можно пойти еще одним путем – использовать современные 3D программы. С такими, как «Автокад» и «3D Max» разобраться будет сложно, но вот в «Аркон» все необходимые расчеты и эскизы сделать легко.

Также, если у вас все еще остались вопросы, на нашем сайте вы всегда найдете специальные онлайн-калькуляторы. которые быстро выполнят все необходимые расчеты.

Расчет стропильной системы двухскатной крыши

Для зданий небольшой высотности отлично подойдет стропильная кровля. Она украсит фасад дома, а при достаточном уклоне снег на такой кровле не скапливается, в отличие от плоской конструкции.

Одна из разновидностей стропильной кровли — двускатная. Это достаточно простая система, которая образуется двумя скатами. Скат кровли — это вся наклонная плоскость, при помощи которой обеспечивается водосток.

Конструкция опирается на две параллельные стены. Такая кровля образует два треугольных боковых фронтона. Фронтон — это завершение фасада здания.Расчет стропильной системы двухскатной крыши

Достоинства двускатной системы

  1. Простота проектирования .
    Расчёт несущей способности и необходимых материалов для устройства такой кровли достаточно прост, так как вариантов типов и размеров несущих конструкций немного;
  2. Простота монтажа .
    Двускатная кровля не имеет сложных конструктивных элементов. Малое количество типоразмеров позволяет быстрее установить все элементы кровли;
  3. Удобство эксплуатации .
    Чем меньше различных изломов имеет крыша, тем надёжнее она защищает жилище. В самом простом исполнении двускатная крыша имеет всего один излом — конёк. Такую кровлю проще ремонтировать в случае появления дефектов;
  4. Свободное пространство .
    Для обустройства мансарды предпочтительнее двускатная кровля, так как она меньше «съедает» пространство. Для сравнения, рассмотрим дом 6х6 м с мансардой. У наружных стен высота от пола помещения до кровли 1.5 м, у конька — 3 м. Для двускатной кровли при таких условиях объём помещения составит 81 м.куб, а для вальмовой, имеющей четыре ската, 72 м.куб. Для больших размеров здания потери в объёме будут увеличиваться.

Типы конструкций

Существуют четыре основных типа двускатных кровель:

  1. Симметричная .
    Надёжна, устойчива, проста в исполнении, в основе лежит равнобедренный треугольник;
  2. Несимметричная .
    Конёк располагается не по центру, скаты кровли имеют разные уклоны;
  3. Ломаная симметричная .
    Скаты кровли имеют излом. Значительно увеличивает высоту помещения;
  4. Ломаная несимметричная .
    Чердачное или мансардное помещение получается меньше, чем в предыдущем случае. Крыша имеет очень необычный внешний вид.

Выбор типа двускатной кровли зависит от назначения помещения, расположенного непосредственно под ней и архитектурного облика здания.

Основные элементы кровли

Основными элементами двускатной, как и любой другой стропильной кровли, являются:

  1. Стропильная нога – основная несущая конструкция кровли. Ряд стропильных ног образует плоскость ската и передает нагрузку от обрешётки, утеплителя, кровельного материала и снега через мауэрлат на стены здания;
  2. Мауэрлат – деревянный брус, укладываемый на внутреннюю грань наружных стен. Служит нижней опорой для стропильных ног;
  3. Ригель – деревянный брус, располагающийся в коньке кровли. Опирается на фронтоны, но может иметь промежуточные опоры. Служит верхней опорой для стропильных ног;
  4. Обрешётка – тонкие доски, которые укладываются поперёк стропильных ног под кровельный материал. Обрешётка карниза кровли должна быть сплошной, на остальной плоскости ската доски можно укладывать разреженно;
  5. Карниз – нижняя часть кровли у наружных стен;
  6. Конёк крыши – излом, который образуется при смыкании скатов;
  7. Конёк кровли – коньковое покрытие щели, которая образуется при укладке материала кровли;
  8. Кровельное покрытие – самый верхний слой кровли, может быть выполнен из металла, керамики или гибкой черепицы;
  9. Кобылка – доска, продолжающая стропильную ногу для образования свеса кровли.

Стропильная крыша с мансардой

Чтобы полностью использовать пространство под крышей можно спроектировать мансарду.

Мансардный этаж – это этаж в чердачном пространстве. Фасад мансарды полностью или частично образуется поверхностями крыши. Согласно нормативным документам, чтобы помещение считалось мансардой, линия пересечения плоскости крыши и наружной стены не должна находиться выше, чем 1.5 м от уровня пола. Если это требование не выполнено, пространство будет считаться обычным этажом.

Кровля мансардного этажа отличается от кровли чердачного наличием в своей конструкции утеплителя. Чаще всего для утепления мансардной крыши используются минераловатные плиты.

Освещение мансардного пространства может осуществляться тремя способами:

  1. оконные проёмы во фронтонах;
  2. слуховые окна;
  3. мансардные окна.

Слуховое окно – это оконная конструкция, которая имеет каркас, монтируемый одновременно со стропильной системой. Этот каркас выполняется из дерева. Слуховое окно имеет собственную маленькую крышу, которая может быть двускатной или цилиндрической. Сам стеклопакет устанавливается вертикально.

Мансардное окно – это окно, специально предназначенное для использования на стропильной кровле. Оно устанавливается в плоскость ската в наклонное положение. Мансардное окно должно выдерживать расчётную снеговую нагрузку. Лучше не использовать такой тип окон в кровлях с небольшим уклоном.

Выбор материала кровли

После того, как определен внешний вид кровли, можно приступить к выбору материала. Существует несколько видов современных покрытий. В списке, приведённом ниже, варианты материалов приведены в порядке убывания средней рыночной стоимости.

  1. Керамическая черепица.
    Керамика, как материал кровли, имеет долгую историю. Керамическая крыша надёжна и долговечна. Минусами этого материала является цена и большая масса. Под кровлю из керамической черепицы придётся устраивать усиленную стропильную систему и обрешётку;
  2. Цементно-песчаная черепица.
    Обладает практически всеми характеристиками керамической, но стоит чуть меньше;
  3. Гибкая битумная черепица .
    Обладает хорошими звукоизоляционными характеристиками. Благодаря шероховатой поверхности черепица способна не давать снегу съезжать с крыши. Требует сплошной обрешётки, обычно используется слой влагостойкой фанеры. Нельзя использовать на кровлях с большими уклонами;
  4. Металлическая черепица.
    По сравнению с предыдущими покрытиями, обладает меньшим весом. Легко монтируется. Минусом металлической кровли является то, что во время дождя она может быть слишком шумной.
  5. Фальцевая кровля .
    Самый привлекательный вариант в плане стоимости. Требует специальной квалификации при монтаже, так как непрофессионалу будет сложно качественно выполнить соединения. Монтаж более трудоёмкий, чем у металлической и гибкой черепицы. Такая же «шумная», как и металлическая черепица.

Материал кровли полностью зависит от желаний и возможностей заказчика. Исключение составляют кровли со слишком большим или слишком маленьким уклоном, так как все материалы имеют ограничения по углу наклона ската.

Виды стропильных систем

Конструктивные системы стропильной кровли могут быть трёх видов:

  1. Наслонные стропила .
    Стропила опираются по двум сторонам. Снизу – на мауэрлат, сверху – на ригель. В качестве промежуточных опор могут использоваться стойки и подкосы. Чаще всего используются в зданиях с небольшим расстоянием между торцами или при возможности поставить стойки или стену посередине мансарды.
    При больших пролётах стропил (больших расстояниях между продольными стенами) могут дополнительно использоваться стойки, подкосы или затяжки.
    Наслонные стропила просты в расчётах.
    Обычно самым мощным элементом такой системы является ригель, который несёт на себе половину нагрузки от всей конструкции кровли.
  2. Висячие стропила.
    При отсутствии возможности использования ригеля в качестве верхней опоры, разумно использовать эту стропильную систему.
    Висячие стропила опираются только на мауэрлат, а в верхней точке соединяются между собой с помощью накладки.
    Эта стропильная система работает под нагрузкой как ферма. Наибольшее давление приходится на наружные стены. Возникает горизонтальная сила – распор, которая может привести к смещению стен. В конструкции висячих стропил распорное усилие воспринимает затяжка, которая стягивает стропильные ноги и не даёт им разъезжаться.
    Висячие стропила классифицируются в зависимости от месторасположения затяжки:
    1) Треугольная трёхшарнирная арка.
    Затяжка и стропила образуют треугольник. Затяжка располагается в уровне перекрытия;
    2) Треугольная трёхшарнирная арка с подвесом.
    При большом пролёте стропил затяжка может не пройти по требованиям прогиба. Чтобы предотвратить её провисание, затяжку подвешивают к коньку. Но при такой системе, так же, как и при системе наслонных стропил, посередине мансарды образуется ряд стоек;
    3) Треугольная трёхшарнирная арка с приподнятой затяжкой.
    Затяжка располагается чаще всего в уровне потолка мансардного помещения. Такая схема менее выгодна с точки зрения работы конструкции. Чем выше расположена затяжка, тем больший распор она воспринимает.
    Висячие стропила должны рассматриваться как треугольная ферма, что усложняет расчёт.
  3. Комбинированные стропила.
    К комбинированной системе можно отнести распорные наслонные стропила. Они нуждаются как в установке ригеля, так и в затяжке. В отличие от предыдущих вариантов, в которых стропила к мауэрлату крепятся шарнирно, здесь стропильная нога крепится жёстко, поэтому в системе возникает распор. Для такой системы мауэрлат должен быть надёжно прикреплен к стене, а сама стена быть прочной и толстой. Отличным вариантом стане выполнение по периметру железобетонного пояса.

Расчет стропильной системы двухскатной крыши

Общие принципы расчёта стропильной системы

Самыми важными несущими частями стропильной системы здания являются мауэрлат, ригель и стропила. Мауэрлат работает на сжатие, поэтому его сечение можно взять условно.

Ригель и стропильные ноги испытывают на себе изгибающий момент. Расчёт таких конструкций производится по прочности и по жёсткости. Для небольших зданий можно выбрать их сечение приблизительно, но для серьёзных построек, в целях безопасности и экономии материала расчёт стропильной системы должен выполнить профессионал.

Нагрузка от собственного веса кровли

Чтобы выполнить расчёт необходимо знать нагрузку на 1 м.кв. кровли.

Для этого нужно сложить массы 1 м.кв. всех кровельных материалов:

  1. подшивка (если она есть, чаще всего выполняется из гипсокартона);
  2. стропильные ноги. Чтобы посчитать какой вес стропил приходится на квадратный метр кровли нужно найти массу погонного метра стропильной ноги и разделить это число на шаг стропил в метрах. Для расчёта можно принять приблизительное сечение стропила, площадь этого сечения необходимо умножить на плотность древесины;
  3. утеплитель (если он есть). Плотность утеплителя должна быть указана производителем, её необходимо умножить на толщину;
  4. обрешётка. Для обеспечения запаса в расчёт можно брать сплошную обрешётку. Например, 1 м.кв. обрешётки из доски толщиной 32 мм будет весить приблизительно 25 килограмм;
  5. кровельный материал. Масса 1 м.кв. покрытия обычно указывается производителем.

Снеговая нагрузка

Снеговая нагрузка для каждой местности своя и равняется весу снегового покрова на горизонтальной плоскости. На территории России она может принимать значения от 80 до 560 килограмм на метр квадратный. В интернете можно легко найти карту распределения снеговой нагрузки и выбрать нужное число исходя из района строительства.

Угол наклона кровли

Угол наклона кровли достаточно легко рассчитать, зная геометрию и имея под рукой инженерный калькулятор или стандартный калькулятор на персональном компьютере.

Если разделить высоту подъема кровли на расстояние от конька до карниза в плане, получается уклон кровли в долях или тангенс угла наклона. Для того чтобы вычислить угол, достаточно лишь найти арктангенс.

Если использование инженерного калькулятора вызывает затруднения, арктангенс можно найти с помощью калькулятора онлайн.

Расчёт шага стропил

Шаг стропил мансардной кровли следует выбирать из соображений удобства монтажа утеплителя. Маты обычно имеют ширину 60 сантиметров, поэтому шаг стропил стоит выбирать так, чтобы расстояние между ними в чистоте составляло 58 или 118 сантиметров. Два сантиметра позволят установить плиты утеплителя очень плотно, что позволит ему держаться между стропилами и улучшит теплоизоляцию.

Длина стропильной ноги

Длину ноги легко вычислить по формуле:
L / cosα ,
здесь L – это расстояние от конька крыши до внутренней поверхности наружной стены в плане, а cosα – это косинус угла наклона кровли. При жёстком креплении нужно прибавить величину врубки.

Сечение стропильной ноги

Сечение стропильной ноги нужно подбирать кратным размеру досок и бруса.

Пример простого расчёта сечения стропильной ноги:

  1. находим нагрузку на 1 погонный метр стропила.
    q = (1.1*масса 1 м.кв. кровли*cosα + 1.4*нормативная снеговая нагрузка* cosα2)* шаг стропил ;
  2. находим W .
    W = q*1,25*полёт стропил/130 ;
  3. решаем уравнение:
    W = b*h2/6 .
    В этом уравнении b – ширина сечения стропильной ноги, а h –высота.

Для решения нужно задаться шириной и найти высоту, решив простое квадратное уравнение. Ширину можно назначать 5 см, 7.5 см, 10 см, 15 см. При небольших пролётах ширина 15 см нецелесообразна.

Монтаж стропильной системы

Монтаж происходит в следующем порядке:

  1. укладка мауэрлата;
  2. установка ригеля (если он есть);
  3. раскладка стропил;
  4. утепление (если есть);
  5. обрешётка;
  6. кровельный материал.

Прикрепление стропильной ноги к мауэрлату может быть жёстким и шарнирным.

Шарнирное закрепление

Даёт возможность компенсировать расширение древесины под действием влажности и перепадов температуры.

Крепление может осуществляться несколькими способами:

  1. с помощью специального крепежа, металлической «салазки»;
  2. с помощью крепёжной пластины;
  3. на стропильной ноге выполняется запил. Место стыка стропильной ноги и мауэрлата фиксируется с помощью гвоздей.

Жёсткое закрепление

Стропило крепится к мауэрлату врубкой и надёжно фиксируется гвоздями, забитыми под углом по отношению друг к другу. Один гвоздь вбивается вертикально поверхности мауэрлата. Такое соединение исключает смещение в любой плоскости.

Двускатная стропильная система имеет неоспоримые преимущества. Её можно спроектировать и смонтировать самостоятельно, нужно лишь ответственно отнестись к этому вопросу и продумать всё до мелочей.

Самостоятельный расчет стропильной системы двухскатной крыши

При самостоятельном строительстве загородного дома или дачи обычно возводят кровлю, снабженную 2 скатами. Она может быть симметричной или нет. Именно такую конструкцию проще всего возвести самостоятельно, без привлечения специалистов и серьезных финансовых вложений.

Расчет стропильной системы двухскатной крыши

Виды стропильных систем крыш.

Но при этом вам нужно будет провести расчет стропильной системы для двухскатной крыши. Выполнение этой работы можно заказать в проектной организации. Но, как правило, подобные услуги стоят недешево. Поэтому проще рассчитать параметры всех элементов самому, учитывая нюансы возводимой конструкции.

Общие принципы расчета

Для просчета точной конструкции стропильной системы необходимо сначала определиться с общей площадью двухскатной крыши. Его можно провести самостоятельно, не прибегая к услугам специалистов. Но если вы планируете возвести нестандартную кровлю, в которой присутствуют мансардные помещения или сложная форма скатов (многоуровневые кровли), то разумнее обратиться к профессионалам.

При просчете стандартной крыши с 2 скатами нужно определиться со следующими параметрами:

  • длиной каждого ската;
  • размерами всех элементов, создающих дополнительный объем (парапетов, свесов, брандмауэров и т.п.);
  • типом материалов, который будет использоваться для возведения кровли.

Расчет стропильной системы двухскатной крыши

Рисунок 1. Таблица подбора сечения бруса для стропил.

Размеры бруса обязательно вносятся в расчет общей площади кровли, иначе вы получите неверные результаты. При определении длины ската учитывается расстояние между нижним краем конька и крайней точкой карниза. Устанавливая размеры объемных элементов, не нужно измерять габариты вентиляционных шахт, мансардных окон и дымоходов.

После того как размеры скатов крыши будут установлены, необходимо определиться с параметрами уклонов. Для этого скаты умножают на косинус угла, под которым будет сформирован наклон кровли. При этом необходимо учесть, что просчет проводится только относительно свесов.

Проще всего проводить просчет каждого элемента по отдельности. И только в конце сложить все полученные цифры. Если вы планируете покрыть крышу рулонными материалами или черепицей, то длина скатов уменьшится примерно на 60-70 см.

После того как общая площадь крыши будет определена, необходимо рассчитать основные элементы каркаса.

Расчет стропильной системы

Гораздо проще купить уже готовый набор стропил, которые предлагают многие российские и западные фирмы. Тогда не будет необходимости изготавливать отдельные элементы. Кроме того, заранее укомплектованную систему легче монтировать, что значительно сэкономит время при строительстве дома. Но обычно такие наборы стоят гораздо дороже, чем стропила, изготовленные своими руками.

Расчет стропильной системы двухскатной крыши

Схема расчета стропильной системы.

Вне зависимости от того, собираете ли вы систему самостоятельно или приобретаете комплект, необходимо провести предварительный технический расчет будущей конструкции с учетом всех технических параметров. При этом нужно учесть следующие факторы:

  1. Ширину между опорами. Расстояние измеряется между опорами ската кровли. При этом учитывается только большая мерка (максимальное расстояние между расчетными точками).
  2. Расстояние между осями (этот параметр называют еще шагом балок).
  3. Угол наклона стропил в конструкции конкретного ската.
  4. Нагрузка на кровлю и ее несущие опоры. Этот параметр рассчитывают как сумму постоянных и переменных составляющих.

Последний расчет разумнее предоставить специалистам из проектной организации или фирмы, продающей вам комплект стропил, так как при подобном проектировании необходимо учесть множество специфических параметров. Например, силу ветров, дующих в районе строительства, или ежегодное количество осадков.

Какой бы вид двухскатной кровли вы ни выбрали, в основе конструкции будет лежать треугольник.

Так как именно он является самой устойчивой и жесткой геометрической фигурой. Исходя из этого и необходимо начинать просчет всей конструкции.

Расчет стропильной системы двухскатной крыши

Схема узлов крепления стропильной системы.

Сечение бруса. который используется для изготовления стропил, может быть разным. Самый тонкий материал имеет параметры 4*15 см, а самый толстый может иметь стороны размером 10*25 см. Необходимое вам сечение зависит от расстояния между осями системы, то есть от шага балки. Помимо этого, необходимо учесть еще и длину самих опор. Опытные конструкторы при просчете учитывают ветровые и снежные нагрузки на стропила. Общие принципы подбора сечения бруса приведены на рис. 1.

Дальнейший расчет конструкции зависит от выбранного вами типа узла системы стропил.

Выбор материала для кровли

Кровля дома может быть возведена с использованием разных видов стропильных узлов. То есть ее конструкция зависит от способа крепления стропил на мауэрлат и выбранной системы опор. Самыми распространенными считаются следующие виды:

  • формирование выемки с необходимым углом скоса в опорном брусе;
  • установка балок с помощью кронштейнов (так называемые vpa-кронштейны, с регулирующимся наклоном);
  • увеличение площади опоры с помощью дополнительных брусьев (формирование призмы).

При выборе конструкции стоит учитывать, что если длина балок будет превышать 5,5-6 м, то все дополнительные вставки необходимо делать на опорах. Это поможет снять нагрузку на стропильные стойки. Кроме того, необходимо использовать еще и дополнительные блок-балки. Они нужны для обеспечения необходимой жесткости системы. Если не предусмотреть такие крепления, то со временем стропила «поведет». То есть они будут располагаться не вертикально, а под углом.

Для возведения двухскатной кровли вам в любом случае понадобятся следующие материалы:

  • двутавровые балки (одинарные или сдвоенные) для основных лаг;
  • стропила;
  • обвязочный брус, который послужит мауэрлатом (опорой).

Расчет стропильной системы двухскатной крыши

Таблица характеристик кровельных материалов.

Сечение бруса элементов зависит от конструкции кровли. На опоры обычно берут материал сечением 10*10, 10*15 или 15*15 см. При этом стоит помнить, что чем массивнее вся система, тем толще должен быть мауэрлат. Для стропил используют брус 10*20 см. Заготовки большей толщины только дополнительно нагрузят систему. Остальные части каркаса крыши собирают из следующих материалов:

  • для прогонов берутся заготовки сечением 5*15 см;
  • для опорных ригелей стоек – 10*15 или 10*20 см;
  • толщина лобовых и подшивочных досок может быть от 22 до 25 мм, а ширина – от 10 до 15 см;
  • для подкосов, кобылок, затяжек и досок карнизного короба – 5*15 см.

Как уже было сказано выше, размеры материала необходимо учитывать при расчете общей площади крыши.

Просчет параметров кровли

Двухскатная крыша обычно представляет собой равнобедренный треугольник. Поэтому просчитать необходимое количество материалов и размеры отдельных элементов, которые понадобятся для ее возведения, совсем не сложно. Легче всего его провести, имея перед глазами наглядный пример.

Допустим, просчет проводится для гипотетического дома. Конструкция его кровли имеет следующие параметры:

  • ширина (дальше обозначается как Шр) – 3,5 м;
  • длина (Дл) – 6,5 м.
  • уклон стропил (У) – 120 ° ;
  • расстояние между стропилами – 1,2 м.

Сначала необходимо просчитать высоту центральной опорной балки (Цб):

Цб = 0,5*Шр/tgY/2 = 0,5*3,5/1,73 = 1 м.

Далее необходимо определиться с длиной каждой из стропильных ног (Дсн). При этом необходимо учесть припуск под козырек кровли. Обычно для этого в формулу вводят коэффициент, равный 0,5. Получаем следующий расчет:

Дсн = 0,5*Шр/sinY/2*0,5 = 2,3 м

Дальше можно определить общую площадь кровли (По). Для этого длину крыши просто перемножают на длину стропильной ноги и умножают на 2 (скаты). В приведенном примере этот расчет выглядит следующим образом:

По = Дл*Дсн = 6,5*2,3*2 =29,9 м 2 .

Этот параметр необходим не только для просчета стропильной системы, но и для определения необходимого количества материала для покрытия крыши.

Стропильная система – это основа любой кровли. И при ее возведении необходимо знать точное количество материала, которое понадобится для строительства. Двухскатная крыша обычно строится так, чтобы расстояние между стропилами не превышало 1,5 м. Специалисты обычно располагают ноги в 1 м друг от друга. Соответственно, расчет количества бруса будет таким:

2*(Дсн+Шр+Цб) = 48,3 пог.м.

Именно такое количество материала вам понадобится для самостоятельного возведения каркаса крыши.

Источники: http://krovgid.com/proekt/raschet-stropilnoj-sistemy-dvuxskatnoj-kryshi.html, http://krovlya777.ru/stropila/raschet-stropilnoj-sistemy-dvuxskatnoj-kryshi.html, http://1poderevu.ru/raschet/stropilnoi-sistemy-dvuxskatnoi-kryshi.html

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here