Расчёт стропильной системы своими силами

Как рассчитать площадь двускатной кровли

Простая двускатная крыша состоит из двух односкатных поверхностей по обе стороны от конька и соединенными под ним своей верхней горизонтальной стороной. Такой вид кровли применяется часто, так как простота выполнения не требует затрат материальных и человеческих ресурсов. Утепление, гидроизоляция производятся быстро.

Бывает, что застройщики используют внутреннее чердачное пространство для оборудования мансарды. Для такого варианта более подходит ломаная двускатная кровля с разным уклоном боковых скатов.

Как рассчитать площадь крыши? Подсчет простой и ломаной двускатной конструкции сводится к подсчету площадей прямоугольников и сложению их значений между собой. Расчет длинной наклонной стороны производится аналогично предыдущей односкатной крыши. Используется Теорема Пифагора о том, что квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов. Часто приводятся варианты расчета с использованием синусов и косинусов. Они имеют право на существование, но на строительной площадке просто неоткуда взять таблицы с их значениями.

Как рассчитать снеговую нагрузку

При возведении кровли чрезвычайно важно знать, как правильно рассчитать стропильную систему целом, и снеговую нагрузку на нее в частности. Это чрезвычайно важный фактор, который нельзя упускать из виду, ведь при неправильно спроектированной конструкции во время сильных снегопадов может обрушиться вся крыша (подробнее: «Расчет снеговой нагрузки на кровлю и ее особенности»). 

Для расчета значения нагрузки, создаваемой снежными массами на кровлю, используется следующая формула:

S=Sg*µ, где

Sg – табличное значение массы квадратного метра снежного покрова на горизонтальной поверхности земли;

µ — коэффициент, позволяющий определить переход от веса снежного покрова на земле к нагрузке, создаваемой снежной массой на кровельное покрытие

Значение данного коэффициента определяется в зависимости от углов уклона скатов крыши. Так, при углах уклона, не превышающих 25 градусов, µ принимается равным 1; при углах наклона от 25 до 60 градусов значение µ составляет 0,7

В тех случаях, когда угол уклона ската крыши больше 60 градусов, нагрузка, создаваемая снежным покровом на кровлю, не принимается во внимание при расчете ввиду ее незначительности. 

Расчеты и монтаж каркаса двускатной крыши

После определения варианта стропильной системы нужно произвести предварительный расчет материала.

Для этого составляется точный чертеж с нанесенными параметрами и размерами. Этот план позволит правильно выполнить монтаж каркаса.

Расчет стропильной системы

Расчет потребности материала и нагрузки на него – необходимый этап для грамотного монтажа.

Нагрузка на каркас бывает трех видов:

• статические нагрузки – включают вес кровельного покрытия, обрешетки, дополнительных элементов, расходных и изоляционных материалов. В случае с металлочерепицей вес на 1 кв. м не более 5 кг;
• динамические нагрузки, к которым относят ветровую, снеговую нагрузку и интенсивность осадков. Расчет показателей производится в зависимости от региона постройки. Более подробно о них можно узнать в СНиПе «Нагрузки и воздействия». Стоит отметить, что при наклоне ската свыше 60 градусов снеговая нагрузка не учитывается, так как осадки достаточно быстро сходят с крыши;
• особые нагрузки. Расчет этого вида нагрузок актуален для регионов с наличием землетрясений, торнадо и штормовыми воздействиями.

Расчет шага стропил двухскатной крыши производится с учетом веса кровельного материала и необходимого веса конструкции в целом. Для металлочерепицы самым оптимальным будет шаг в 1 метр.

Расчет сечения стропил производится с учетом нескольких параметров:

• возможные нагрузки;
• вид используемого материала;
• длина стропила;
• вид древесины;
• шаг между стропилами.

Например, для укладки металлочерепицы на каркас из стропил, шаг которых составляет 0,9 м, а длина стропила равна 4 м, идеальное сечение будет 50х200 мм.

Предосторожности и советы

Перед монтажом древесные элементы каркаса обрабатываются антисептическим, влагозащитным и огнеупорным растворами для обеспечения длительного и безопасного срока службы.

Такие растворы позволят в дальнейшем избежать появления в дереве жуков, плесени и грибков.

При расчете необходимых показателей стропильной системы ко всем полученным данным рекомендуется прибавлять 10 %.

Этот запас способен в дальнейшем скорректировать возможные неточности и улучшить качество стропильной системы.

Максимальная длина бруса для стропил и мауэрлата – 6 метров. При ее недостатке можно прибегнуть к увеличению длины с помощью наращивания, стыковки или соединения.

Для выполнения каркаса нужно выбирать древесину с влажностью не более 25 %. Возможны используемые элементы из бревен, брусьев и досок.

Чтобы исключить попадание воды на стены, предусматривается свес. Для этого стропила делают свисающими на 30 см или прикрепляют дополнительные доски-«кобылки».

Вычисляем ширину

Определившись с типом стропильного каркаса, настаёт пора рассчитать ширину будущей крыши:

• Если монтаж стропил производится на балки перекрытия, то именно они предопределяют габариты всей конструкции.
• Устанавливая каркас на мауэрлат, ширину крыши будет составлять сумма трёх параметров: ширина самой коробки дома и две проекции ширины карниза.

Ширина свесов главным образом зависит от материала покрытия крыши:

• Для шиферной кровли рекомендуемая ширина карниза – не более 10 см;
• Для битумной черепицы следует придерживаться интервала в 30-40 см;
• Подходящая ширина карниза для кровли из металлочерепицы – 40-50 см;
• Если применяется профлист, то максимальная ширина свеса должна составлять не более 50 см;
• Керамическая черепица позволяет установить карниз до 60 см в ширину.

Существует особый нюанс для домов, стены которых возведены из брёвен и брусьев. Подобные материалы требуют усиленной защиты от косых дождей. Для этого карниз необходимо дополнительно увеличивать на 10-15 см.

Расчет стропильной системы двухскатной крыши

Составление сметы на строительство предполагает грамотный расчет площади возводимой кровли – двухскатной крыши.

Для вычислений необходимо площадь крыши разделить на отдельные составляющие. После расчета отдельных элементов суммировать полученные данные. При расчетах используются базовые математические формулы.

Рассчитывая площадь, следует учесть следующее:

• при использовании черепицы и рулонных материалов длина скатов уменьшается на 0,7 м;
• свесы, брандмауэрные стены, парапеты;
• крайняя часть карниза и нижняя часть конька – две точки, устанавливающие точную длину ската;
• отверстия для вентиляции, окна кровли и мансарды, дымоходные трубы из расчетов исключаются;
• специфику кровельных материалов;
• детализированный план крыши.

Уклон определяется следующим образом: каждый элемент следует умножить на косинус угла наклона крыши

Важно то, что производимый расчет площади осуществляется по карнизным свесам. Более замысловатые и сложные конструкции кровли предполагают использование специальных программ

Иногда предпочтительней обратиться за помощью к специалистам.

Инструменты для возведения стропильной системы

Для монтажа стропильной системы двухскатной крыши понадобятся следующий набор инструментов:

• рулетки, разной длины 5, 10, 20 метров;
• маркеры, карандаши;
• шнур, для натяжки;
• молотки, разных назначений, гвоздодер;
• ножницы, для раскроя;
• кровельный нож;
• шпатель;
• скотч;
• ножовки, электропила, электродрель с различными сверлами и насадками;
• шуруповёрт с насадками;
• разметки, уровни горизонтальный и вертикальный;
• рейки, линейки;
• пена монтажная;
• страховочный ремень и веревка — для безопасной работы.

Весь инструмент на кровле содержать в сумке для инструментов, в целях безопасности.

Можно ли доверять современным онлайн-калькуляторам

Строительство – это, по сути, целая наука, которая не терпит и не прощает даже малейших неточностей в любых вычислениях. Специалисты, безусловно, знают, как правильно выполнить те или иные действия, как быстро определить любой из описанных выше показателей.

Непрофессионалу, который собирается обустроить и покрыть крышу своего, например, небольшого дачного домика, справиться с задачей будет намного сложнее. Двускатные конструкции – это наиболее простой вариант, но и он тоже требует повышенной скрупулезности в вычислениях.

Сегодня на просторах Интернета есть немало сайтов, на которых работает онлайн-калькулятор для расчета двухскатной крыши, рассчитать двускатную крышу с его помощью можно за несколько секунд, если ввести в соответствующие поля запрашиваемые данные. Это удобный и быстрый способ решения проблемы, но вы должны понимать и то, что каждый расчет – это дело индивидуальное, всё должно быть выполнено с учетом нюансов конкретного объекта.

Как самостоятельно рассчитать двускатную крышу

Чтобы рассчитать, сколько вам необходимо материала для стропил, необходимо посчитать длину одного стропила. Для этого, прежде всего, нужно определиться, каким будет угол наклона возводимой крыши.

• Если вы хотите сэкономить на кровельных материалах, то стоит выбирать угол 5-15 градусов. Но при этом пострадает высота крыши и будет совершенно маленькое чердачное пространство. Такой угол подходит для больших зданий: торговых центров, ферм и производственных предприятий. Конечно, тем, которым не нужно дополнительное чердачное пространство.
• Как уже говорилось ранее, стоит учитывать нагрузки природных явлений. Если в районе постройки постоянно дует сильный ветер, то лучше не делать уклон крыши более 30 градусов.
• А если зимой в районе много снега, то нужно делать угол скатов более 40 градусов.

Определившись с углом, можно посчитать длину стропила. Нужно измерить длину основания треугольника, который будет взят за основу крыши. Также измерьте длину несущей стены и, если крыша будет немного нависать возле фасадных стен, то нужно прибавить ещё данный отрезок. Производить расчет длины стропил двускатной крыши требуется по тангенсам.

Для того чтобы было более понятно, рассмотрим пример:

Возьмем угол наклона 45 градусов. Длина основания треугольника пусть будет 8 метров, а длина расстояния от самого первого стропила до последнего равна 12 метрам.

Похожие:

Тангенс угла 45 градусов равен 1. Опускаем высоту из верхнего угла равнобедренного треугольника, который будет лежать в основании стропила. Высота делит треугольник на два равных прямоугольных треугольника.

Рассмотрим один из этих треугольников. В нём один из катетов является высотой равнобедренного треугольника, лежащего в основании крыши. Находим его с помощью тангенса. Тангенс – это отношение противолежащего катета к прилежащему катету. То есть, высота относится к половине основания как 1:1. Основание у нас равно 8 метрам, значит, половина будет равна 4. Отсюда следует, что второй неизвестный катет тоже равен 4, то есть высота равнобедренного треугольника равна 4. Стоит заметить, найдя высоту треугольника, мы рассчитали высоту конька крыши.

Затем, нужно найти гипотенузу прямоугольного треугольника. Её легко найти по теореме Пифагора: в прямоугольном треугольнике квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов. 4 в квадрате равно 16. Сумма квадратов катетов равна 32. Из под корня это число не выходит, но можно посчитать примерно, с погрешностью в несколько миллиметров, не более. Получается 5,657 метров. Это длина одного стропила.

Затем, нужно посчитать, сколько всего будет стропил. Расстояние между стропилами двускатной крыши не должно превышать 0,6 метров. Мы так и возьмём, 0,6 метров. 12 разделить на 0,6 получается 20. Это число строил на один скат крыши, на второй потребуется тоже 20. Значит всего необходимо 40 стропил длиной 5,657 метров.

Рассчитать площадь всей поверхности крыши ещё проще. Умножаем 5,657 на 12 и удваиваем. Получается 135,768 квадратных метров. Это число будет необходимо для подсчёта кровельных материалов.

Расчет расстояния между стропилами для металлочерепицы

Шаг стропилы под металлочерепицу – расстояние от одной стропильной ноги к другой, если выражаться иначе, то данное расстояние кровельщики называют шагом стропильной системы. Данное расстояние напрямую зависит от выбранного типа покрытия кровли. Как показывает практика, для всех кровельных материалов, в том числе и для металлочерепицы, данный размер варьируется в пределах от 0,6 до 1,2 м

Однако важно понимать, что лучше всего осуществлять точные расчеты расстояния для каждого материала отдельно – обязательно должен быть индивидуальный подход

Перед тем как приступить к монтажным работам, необходимо не только определить расстояние между стропилами, но и понять, какое количество материала потребуется для ног. Чтобы узнать шаг стропил двускатной крыши под металлочерепицу либо односкатной, рекомендуется придерживаться следующих рекомендаций:

Первым делом высчитывают длину ската кровли из металлочерепицы

Замеры, как правило, осуществляют по карнизу крыши

После этого имеется возможность выбрать произвольный шаг Важно брать во внимание тот факт, что пределы шага для металлочерепицы могут варьироваться от 0,6 до 1 м. Например, изначально возникла необходимость придерживаться расстояния в 0,8 м Длину ската стоит разделить на выбранное значение для шага стропильной системы

Допустим, что длина ската составляет 12 м, получается, что 12/0,8 и получается 15. После этого к полученному значению потребуется прибавить 1. В том случае, когда число получается дробным, то его обязательно стоит округлить в большую сторону. Таким образом, получается 15+1=16. Данное значение показывает, сколько именно на кровле должно быть установлено стропильных ног. Затем потребуется взять длину ската и разделить ее на полученное количество ног. Получается, что 12/16 и получается 0,75 м.

Многие специалисты рекомендуют доверить данные работы профессионалам, что позволит получить в дальнейшем желаемый результат

Важно понимать, что имеется высокая вероятность того, что будут допущены ошибки, что в конечном итоге негативно скажется на готовой конструкции крыши

Ширина. От основания вычисляется ширина кровли:

• Монтаж конструкции на большие балки позволяет сформировать необходимый свес, это в свою очередь определяет габариты.
• Монтаж системы на мауэрлат высчитывается сложением проекций свеса и ширины коробки.

Монтаж материалов на мауэрлат также должен проводиться по предварительным расчетамИсточник builderclub.com

Мауэрлатом выступает венец, который делается из прочного бревна или широкого бруса. Карнизные свесы могут делаться из стропильных ног, также для этого может использоваться кирпичный выступ. Ширина свеса вычисляется из выбранного типа кровельного материала и стен. Для шифера свес до 10 см, керамической черепицы до 60 см, профлиста до 50 см, битумной черепицы до 40 см. при увеличении свеса требуется его усиление, например, опорными столбами или подкосами.

Определение уклона. Расчет размера крыши двускатной осуществляется с определением угла наклона скатов, который может составлять 10-60 градусов. В основном используют равное значение для обеих сторон. Эффекта симметрии добиваются благодаря созданию разноразмерных скатов.

При определении крутизны скатов учитывают следующие факторы:

• Покрытие, свес и обрешетка. Тип кровли влияет на выбор технологии сборки и обустройства основы.
• Вес кровли и пирога. Покрытие дает нагрузку на основание, чем больше уклон, тем меньше нагрузка на перекрытие.
• Климатические условия региона. Крутые крыши быстро отводят воду и снег, но они подвергаются действию ветра.

Рассчитывая крутизну скатов, берут во внимание будущий «пирог» покрова крышиИсточник goldkryshi.ru

Эти факторы имеют большое значение на выбор угла наклона, и они учитываются при проведении всех расчетов.

Высота конька. Чердак в основном используется для обслуживания крыши. По требованиям безопасности от перекрытия до вершины должно быть не меньше 1,6 м. При такой высоте удобно проводить осмотр кровли и она полностью соответствует противопожарным требованиям.

Расчет расходных материалов. Особенности возведения подобной крыши накладывает некоторые коррективы на первоначальный расчет требуемых материалов.

При возведении кровли первоначальный расчет материалов может потребовать коррективовИсточник yandex.ru

Однако в предварительной смете надо учитывать следующие материалы для:

• мауэрлата и лежня – пиломатериал сечением 100х150-200х200 мм, дополнительный запас 5%;
• стропилин – пиломатериалы 25х150-100х150 мм, запас до 20%;
• опоры, затяжки, подкосы – бруски или доски 50х100-100х100 мм, запас до 10%;
• обрешетка – зависит от покрытия, может быть сплошной или разреженной;
• гидроизоляция – в рулонах, метраж определяется исходя из крутизны и типа кровли;
• кровельное покрытие – учитывается площадь скатов;
• обшивка свесов и фронтонов;
• расходный материал (саморезы, анкеры, уголки, шпильки, гвозди и так далее).

дополнительно необходимо наличие некоторых фасонных элементов, при помощи которых делаются сквозные проходы через крышу. Для теплого типа кровли дополнительно учитывается тепло- и пароизоляция, контробрещетка и внутренняя обшивка.

Видео описание

Пример расчета материалов для крыши на онлайн-калькуляторе в видео:

Специалисты для проведения таких операций используют формулы расчета двускатной крыши. В других случаях применяют специальные онлайн калькуляторы

Однако в независимости от выбранного варианта очень важно работать с мастером в данной сфере. В процессе проведения расчетов требуется помнить о многих важных нюансах, которые могут иметь большое значение на конечный результат

Допущенная одна ошибка в расчетах может привести к серьезным проблемам. В лучшем случае придется просто докупить материал, в худшем – потребуется перестройка конструкции. Иногда допущенные ошибки ведут к тому, что уже в скором времени может потребоваться капитальный ремонт всей крыши и замена подкровельных материалов.

Допущенные ошибки при расчете и возведении крыши впоследствии могут обойтись дорогоИсточник pinterest.com

Заключение

Рассчитать двускатную кровлю с необходимым количеством материалов и конструкцией самостоятельно невозможно. Используя онлайн-калькуляторы можно примерно узнать все необходимые параметры. Однако точные данные смогут предоставить только специалисты. Работа с мастером позволит добиться лучшего результата, безопасной кровли, которая прослужит много лет. Лучше заранее договориться с мастером и вместе провести все расчеты, указать те параметры, которые вы хотите и озвучить свое виденье будущей кровли. Немаловажными будут советы специалиста, который предложит самый оптимальный и выгодный вариант.

Расчет стропил

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

То есть на стропильные ноги.

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

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

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

Переменные нагрузки появляются в определенное время года.

Когда снег ложится на кровлю — это очень приличный вес.

Но весной снег тает и нагрузка исчезает.

В любом случае ее следует учитывать.

То же самое с ветром.

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

Рассчитать параметры стропильной системы непросто.

И человеку неискушенному это вряд ли удастся.

Хотя попробовать стоит.

Просто при расчете нужно не забыть большое количество разных факторов, влияющих на кровлю.

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

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

Как узнать нагрузку на стропильные ноги?

Сбор нагрузок следует начинать с определения веса кровельного пирога.

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

Принято высчитывать, сколько весит 1 квадратный метр кровли.

И затем умножать на количество квадратов.

Давайте для примера рассчитаем вес кровельного пирога.

Кровельным материалом является ондулин:

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

Все веса суммируем: 3+5+10+15= 33 кг.

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

Это поправочный коэффициент.

Получается 34,1 кг.

Столько весит 1 кв. метр нашего кровельного пирога.

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

Расчет снеговой нагрузки

Существует карта снеговых нагрузок.

На ней указана масса снежного покрова в каждом регионе.

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

S – это снеговая нагрузка.

Sg – это масса снежного покрова.

µ — поправочный коэффициент.

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

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

Чем этот угол больше, тем меньше значение этого коэффициента.

При углах наклона больше 60 градусов его вовсе не используют.

Так как снег на кровле не собирается.

Рассчитываем нагрузку от ветра

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

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

Для расчета нагрузок от ветра используют формулу:

Wo – показатель, взятый по карте.

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

Как рассчитать стропила на крышу

Как рассчитать стропила на крышу

Теперь, ознакомившись с отправными точками, можете брать бумагу, линейку и карандаш и приступать к расчетам.

Первый этап. Вес кровельного пирога

Для начала определите, сколько будет весить сама кровля

Это очень важно, ведь стропильная система должна достаточно долго выдерживать этот вес. Его очень легко вычислить: узнайте вес квадратного метра каждого из слоев, суммируйте полученные данные и добавьте поправочные 10%

Вот пример таких расчетов.

1. Квадратный метр обрешетки весит 15 кг.
2. Кровельным покрытием будет, скажем, ондулин с весом 3,5 кг.
3. Метр квадратный битумной гидроизоляции весит еще 6 кг.
4. Вес 10-сантиметровог о слоя минеральной ваты составляет примерно 10 кг на квадратный метр.

Посмотрим, что получается.

15 + 3,5 + 6 + 10 = 34,5 кг.

Добавляем поправочные 10%, получается 37,95 кг. Именно эта цифра является показателем веса кровельного пирога.

Выходит, что вес кровельного пирога должен составлять 50 + 10% = 55 кг/м².

Второй этап. Снеговая нагрузка

Очень важно учесть и снеговую нагрузку, ведь снег может скапливаться на крыше в достаточно большом количестве. Используйте для определения этой нагрузки специальную формулу:. µ х S ᶢ = S , где

µ х S ᶢ = S , где

S в данном случае – это нагрузка снега, которую вам нужно рассчитать;

µ – поправка, зависящая от наклона ската;

S ᶢ – это вес квадратного метра снегового покрова. Этот показатель зависит от климатических особенностей конкретного региона, узнать о нем можно в СНиПе.

Допустим, наклон кровли будет составлять 25°, а масса снега – 200 кгс/м².

0,7 х 200 = 140 кгс/м²

Это планируемая нагрузка снега на стропильную систему.

Третий этап. Ветровая нагрузка

Для расчета нагрузки ветра на стропила используйте приведенную ниже формулу.

K x Wᵒ = W , где

Wᵒ в данном случае является нормативным показателем, который вы должны определить по таблице (все зависит от того, в каком регионе вы живете);

К – это поправка, которая учитывает высоту дома и тип местности.

Таблица 1. Ветровые нагрузки в России