Как рассчитать стропильную систему двухскатной крыши

Расчет двухскатной крыши: принципы подбора пропорций и подсчет расходных материалов

Крыша – важная конструктивная часть дома, выполняющая ряд наиважнейших функций. Она защищает от атмосферных напастей и отводит осадки, обеспечивает изоляцию и вносит солидный вклад в формирование собственного стиля строения. Для того чтобы столь значимое сооружение на «отлично» справлялось с доверенной работой, необходимо досконально продумать проект и скрупулезно разобраться с размерами.

Тщательный разбор и расчет двухскатной крыши требуется и самостоятельным мастерам, и владельцам загородной собственности, прибегающим к услугам строительных организаций. Давайте разберемся, как это правильно сделать.

Содержание

Что необходимо знать перед расчетом?

Крыша, напоминающая в разрезе перевернутую литеру V, неспроста лидирует в списке скатных конструкций. По простоте сооружения и экономичности у двухскатной крыши практически нет соперников. Столетиями проверяемые на практике технологии строительства двухскатных крыш заложены в основе возведения большинства кровельных сооружений.

Незатейливые скатные плоскости не требуют сложного раскроя покрытия и прочих материалов, результатом которого становится внушительное количество отходов. Не нужны специфические ухищрения для воплощения замысловатых конфигураций. Осадки не задерживаются на наклонных поверхностях, поэтому нет необходимости в усилении гидроизоляции. В итоге устройство двухскатной крыши зачастую обходится дешевле односкатной.

Крыша с двумя скатами может быть самостоятельным объектом или частью комплекса сооружений аналогичной или отличной формы. Самый простой вариант ее не имеет встроенных слуховых окон и навесов над входным крыльцом, т.е. нет дополнительных переломов, хребтов и сопутствующих им ендов.

Отсутствие выпуклых и вогнутых углов лишает мастера «наслаждения» помучиться с рядом затруднительных операций. Опять же хозяева не получат мнимого удовольствия от протечек, нередко появляющихся в стыках скатных элементов крыши.

В принципе, любителям причудливой архитектуры никто не мешает оснастить два ската многочисленными встроенными конструкциями. Правда есть ограничения по климатическим признакам: в областях с высоким объемом зимних осадков возведение крыш с многочисленными составляющими нежелательно. В сформированных излишествами разжелобках создаются благоприятные условия для накапливания снежных залежей. Счищать их придется резвее обычного, а лишнее усердие в сфере удаления снега может стать причиной повреждения покрытия со всеми вытекающими.

Однако приверженцам простых и ясных форм тоже не стоит расслабляться. Конфигурация крыши углом должна быть идеально подобрана и рассчитана, иначе не сможет безупречно выполнять доверенную работу.

Несмотря на обманчивую элементарность, в определении оптимальной формы конструкции есть подвохи. Преодолеть и обойти их невозможно без знания технологических тонкостей, ведь все параметры сооружения взаимосвязаны:

• Ширина двухскатной крыши зависит от габаритов коробки и вида покрытия, которое в свою очередь влияет на подбор крутизны скатов.
• Уклон крыши зависит от климатических особенностей района строительства и от типа кровельного материала.
• Совокупность перечисленных обстоятельств, ширины и уклона, определяет высоту конструкции, которая в итоге может не соответствовать архитектурным требованиям и эстетическим соображениям.

У безукоризненно спроектированной крыши все пропорции подобраны идеально. Ширина и высота ее определяют подъем и уклон, необходимый для отвода осадков в конкретной местности. Ниже нельзя по техническим причинам, выше дорого и неразумно, если этого не требует уникальная архитектура.

Заметьте, что вкупе с увеличением крутизны растет бюджет строительства. Согласно уклону подбирают кровельный материал. Ориентируясь на его вес и специфику, проектируют и рассчитывают стропильный каркас. Расчет стропильного каркаса производят с учетом перечисленных параметров и с учетом нагрузок, действующих извне на конструкцию.

Взаимозависимость пропорций крыши, сложности устройства стропильного каркаса и нюансов подбора покрытия заставляет определять наилучшую форму путем банального подбора. Если что-то не подходит, заменяют или укрепляют несущие конструкции. Благо, и ассортимент на строительном рынке сейчас предостаточный, и для усиления сооружения разработаны всевозможные способы.

Если пугают предстоящие вычисления и перетасовка данных, лучше прибегнуть к беспроигрышному решению – типовому проекту. Не зря же за рубежом все дома одного населенного пункта оснащают крышами равной высоты и покрывают равнозначным по цвету и характеристикам материалом. Типизация позволяет выдержать ландшафтную идентичность и сократить расходы на проектировку.

Однако даже типовое проектное решение – не панацея от технических бед и эстетических недочетов. Нельзя забывать об индивидуальных габаритах коробки, над которой планируется возвести крышу. Соотечественниками отрицается уравниловка в высоте и крутизне, потому нам все же желательно разобраться с пропорциями кровельного сооружения.

Пошаговое проведение расчетов

Конфигурацию и габариты любой скатной крыши задает стропильный каркас. На ребра стропильных ног укладываются скаты, образующие двухгранный угол. Сооружают стропильные системы из металлопроката и древесины, используют в строительстве конструкции индустриального изготовления и пиломатериалы.

Давайте рассмотрим варианты, доступные для приложения усилий самостоятельного мастера, т.е. построечный метод возведения каркаса крыши из пиломатериалов.

Этап #1 — выбор вида стропильной системы

Способ сооружения двухскатной крыши связан с размерами опосредованно, но без учета разницы в устройстве конструкций трудно будет разобраться с геометрическими параметрами.

В строительстве двухскатных крыш используются две традиционные технологии:

• Наслонная, согласно которой у верха и низа стропилин есть прочная точка опоры. Нижней опорой служат стены дома, оснащенные мауэрлатом. Верх наслонных стропильных ног опирается на прогонную балку, формирующую конек. Прогонную балку опираются на сооруженную специально для нее опорную систему, на внутреннюю стену или на каменные фронтоны коробки, возведенные до устройства крыши. Наслонный способ преимущественно используют при обустройстве крупных домов с внутренней несущей стеной или рядом колон.
• Висячая, согласно которой стропила верхами упираются лишь друг в дружку. Опорой для низа служат стены, как и в предыдущем случае. Висячие стропильные ноги формируют равносторонний треугольник, основание которого называется затяжкой. В совокупности такая система не создает распор, т.е. не передает распирающую нагрузку на стенки коробки. Стропильные треугольники устанавливаются либо в готовом к монтажу, т.е. собранном на земле виде, либо сооружаются из отдельных стропилин на месте. Отсутствие верхней опоры вносит коррективы в сферу использования: висячий метод применяется в обустройстве только небольших строений с малыми пролетами.

Схемы стропильных систем обоих типов включают минимум конструктивных элементов при перекрытии коробок шириной до 8-10м.

При обустройстве пролетов крупнее возникает опасность деформации стропильных ног. Чтобы исключить провисание и прогиб деревянных деталей из пиломатериалов, устанавливают укрепляющие элементы: подкосы, схватки, боковые прогоны и др.

Дополнительные детали обеспечивают жесткость и устойчивость крупного сооружения, но увеличивают нагрузку. Как определяется суммарная нагрузка и производится расчет элементов стропильной системы, мы уже разбирали.

Этап #2 — расчет ширины

Оба типа деревянных стропильных систем сооружаются по балкам перекрытия или по мауэрлату. От типа основы зависит, как вычисляется ширина крыши:

• При монтаже на балки перекрытия именно они формируют карнизный свес, т.е. определяют габариты крыши.
• При установке на мауэрлат ширина крыши определяется путем сложения трех величин. Суммировать нужно ширину коробки и две проекции ширины карнизного свеса. Однако в расчетах используется только несущая часть ширины крыши, равная ширине коробки.

Функцию мауэрлата в каркасных постройках выполняет верхняя обвязка, заодно соединяющая разрозненные элементы в единый каркас. В деревянном строительстве мауэрлатом служит верхний венец, сложенный брусом или бревном.

В случае применения «балочной» схемы устройства используются так называемые матицы – брусья или бревна, уложенные под верхним венцом стопы в качестве перекрытия.

Карнизные свесы крыш, установленных на мауэрлат, могут быть сформированы непосредственно стропильными ногами, пришитыми к ним кобылками или кирпичным выступом. Последний вариант, естественно, применяется при возведении кирпичных стен. Выбор ширины свеса продиктован типом кровельного покрытия и материалом, из которого сложены стены.

Примеры рекомендованной ширины свеса:

• Для шиферной кровли не более 10см;
• Для битумной черепицы в интервале 30-40см;
• Для металлочерепицы 40-50см;
• Для профлиста 50см;
• Для керамической черепицы 50-60см.

Стены из бревна и бруса требуют усиленной защиты от косых дождей, потому свесы над ними обычно увеличивают на 10-15см. При превышении предельного значения ширины свеса, рекомендованного производителем, необходимо предусмотреть мероприятия по его укреплению.

Возможна установка наружных подкосов на стены или опорных столбов, которые одновременно смогут играть роль конструктивных элементов террасы, крыльца, веранды.

Этап #3 — определение уклона

Углу наклона скатов дозволено варьировать в широчайших пределах, в среднем от 10º до 60º с допустимыми отклонениями в обе стороны. Традиционно обе плоскости двухскатной крыши имеют равные углы наклона.

Даже в несимметричных конструкциях для жилых домов их в основном располагают под равным углом, а эффекта асимметрии добиваются путем сооружения разно-размерных скатов. Чаще всего различия в уклоне основных частей крыши наблюдаются при строительстве дачных домиков и бытовых объектов.

На процедуру определения оптимальной крутизны двухскатной крыши существенное влияние оказывают три фактора:

• Тип покрытия вкупе с весом предназначенной для него обрешетки. Вид кровельного материала определяет технологию монтажа и способ устройства основания для его крепления. Чем плотнее получается кровля, тем меньшее значение может быть у уклона. Чем меньше нахлестов и стыков между элементами покрытия, тем ниже разрешено быть крыше. И наоборот.
• Вес кровли вместе с компонентами кровельного пирога. Расположенное под углом к горизонту тяжелое покрытие давит на основание только своей проекцией. Короче, чем выше уклон, тем меньшая масса передается на перекрытие. Т.е. под тяжелую кровлю нужно строить крутую крышу.
• Климатическая специфика региона. Высокий уклон способствует быстрому отведению снега и воды, что крайне желательно в областях со значительным уровнем выпадения осадков. Однако высокие скаты очень чувствительны к воздействию ветров, стремящихся их опрокинуть. Потому в регионах с характерными сильными ветрами принято строить пологие конструкции, а в районах с изобильными осадками – крыши с высоким уклоном.

В нормативной документации, применяемой в расчетах углов для возведения двухскатных крыш, встречаются единицы, способные сбить с толку неопытных в кровельном деле домашних строителей. Самая простая величина выражена в безразмерных единицах, самая понятная — в градусах.

Вторая версия передает соотношение высоты крыши к половине ее ширины. Для ее определения проводится линия от центральной точки перекрытия к вершине кровельного треугольника. Реальную линию проводят на схеме дома, воображаемую на объекте. Обозначается величина или в процентах, или в виде математического отношения типа 1: 2,5… 1: 5 и др. В процентах мудренее и неудобней.

Этап #4 — определение высоты конька

У крыши с двумя скатами по желанию хозяина может быть или не быть чердак. В чердачных пространствах двухскатных крыш не положено устраивать полезные помещения. Для этого существует технология сооружения ломаных крыш. Однако высота чердака, применяемого для обслуживания и осмотра крыш углом, не является произвольной.

Согласно предписаниям противопожарной службы от вершины до перекрытия должно быть не меньше 1,6м. Верхний предел продиктован эстетическими убеждениями проектировщиков. Они утверждают, что если высота крыши больше высоты короба, то она словно «давит» на постройку.

Высоту расположения коньковой вершины для устроенных по балкам висячих крыш легче всего определить чертежным методом:

• Чертим схему коробки дома в масштабе.
• Ищем середину верхнего перекрытия.
• От середины вверх прокладываем ось симметрии.
• В любую из сторон от середины откладываем половину ширины крыши – получаем крайнюю точку свеса.
• С помощью транспортира от крайней точки свеса вычерчиваем прямую под углом, рекомендованным производителем кровельного покрытия. Точка ее пересечения с осью будет вершиной крыши. Измерим расстояние от вершины до перекрытия, получим высоту.

Чтобы получить полную картину, на схеме нужно аналогичным способом вычертить второй скат. Параллельно линиям вычерченных скатов надо провести еще две линии на расстоянии, равном толщине стропильных ног в том же масштабе.

Если не устроит конфигурация крыши, можно «поиграть» с высотой на бумаге, изменяя положение точки вершины и уклон крыши в разумных пределах. Те же манипуляции можно провести в одной из чертежных программ.

При вычерчивании абриса крыши, сооружаемой по наслонной технологии, следует учитывать толщину прогонной балки. При внушительной мощности она несколько сдвинет положение скатов.

Народные умельцы считают, что расчеты элементов стропильной системы для строительства двухскатной крыши можно вообще свести к вычислению только сечения прогона. Это самый нагруженный элемент, все остальные имеют право быть тоньше. К примеру, если расчеты покажут, что для конькового прогона потребуется материал 100×150мм, то для стропилин, опор, подкосов достаточно доски 50×150мм.

Процесс поиска высоты конструкций со свесами, сформированными кобылками, немногим отличается от описанной методы. Просто угол уклона вычерчивается не от крайней точки свеса, а от нижнего узла крепления стропилины к мауэрлату. В любом случае вариации с крутизной и размерами запланированной к строительству двухскатной крыши лучше подобрать на «бумаге», чем на стройплощадке.

Этап #5 — расчет расхода материала

Нормальный хозяин загодя задумывается о бюджете строительства. Правда, в предварительной смете по определению будут неточности. Процесс возведения двухскатной крыши наложит свои коррективы на первоначальный расчет материала, но выяснить объем основных трат поможет.

Предварительная смета должна включать:

• Брус для устройства мауэрлата. В жилищном строительстве используют пиломатериал сечением от 100×150мм до 200×200мм. Метраж рассчитывается по периметру коробки с 5% запасом на обработку и соединения. Аналогичный материал приобретается для устройства лежня, если он запроектирован.
• Доска для изготовления стропилин. Чаще всего для изготовления стропильных ног используют материал сечением от 25×150мм до 100×150мм. Метраж определяется путем умножения длины внешнего ребра на количество. Материал приобретают с запасом 15-20%.
• Доска или брусок для выполнения подкосов, затяжек и опор сечением 50×100, 100×100мм в зависимости от проекта. Тоже нужен запас примерно 10%.
• Материал для устройства обрешетки. Расход его зависит от типа финишного покрытия. Обрешетку сооружают либо сплошной, если будет производиться укладка битумной черепицы, либо разреженной под профнастил, металлочерепицу, обычную черепицу, шифер и пр.
• Рулонная гидроизоляция, метраж которой определяет вид кровли и крутизна. Высокие крыши покрывают водоизоляционным ковром только вдоль свесов, конька и в выпуклых или вогнутых углах. Пологие покрывают сплошным ковром.
• Финишное покрытие. Его количество вычисляют, суммируя площади скатов. Если имеются врезанные слуховые окна, то их площади тоже подсчитывают. Только вычисляют как прямоугольник, а не по факту. Количество запаса для укладки рекомендовано производителями покрытия.
• Материал для обшивки фронтонов и свесов.
• Уголки, пластины, саморезы, скобы, гвозди. Нужны анкера и шпильки, их количество подскажет проект.

Еще потребуются фасонные элементы для обустройства сквозных проходов через крышу, ендов, свесов, конька. Представленный набросок сметы действителен для холодной конструкции. Для утепленной крыши надо будет приобрести утеплитель и пароизоляционную пленку, брусок для контрообрешетки и материал для обшивки крыши изнутри.

Видео-инструкции с полезными советами

Мы подобрали для вас ряд видео роликов, в которых еще более подробно разбираются технологии строительства:

Все рассчитать перед строительством крыши углом – дело нужное и очень полезное. Несмотря на незамысловатость формы и простоту монтажа, в процессе расчетов и сооружения имеются технологические нюансы. Их учесть и правильно применить поможет предварительное проектирование и определение размеров.

Онлайн калькулятор расчета угла наклона, стропильной системы и обрешетки двускатной крыши дома

О нлайн калькулятор двускатной (двухскатной) крыши предназначен для расчета угла наклона стропил, количества обрешетки, нагрузки на кровлю, а так же количества необходимого материала для возведения данного типа кровли. В расчете учтены все популярные кровельные материалы, такие как керамическая, цементно-песчанная, битумная и металлическая черепица, ондулин, шифер и др.

Д вускатная (двухскатная, щипцовая) – разновидность форм крыш с двумя наклонными скатами от конька до наружных стен. Данная форма является самой распространенной и самой практичной с точки зрения стоимости, эффективности и внешнего вида. Опирание стропил происходит друг на друга, а их пары соединяются обрешеткой. Стены с торцевой стороны такой крыши, имеют треугольную форму, и называются фронтонами (щипцами). Чаще всего под данным видом кровли устраивается чердачное помещение, освещаемое с помощью небольших фронтонных окон.

Д алее представлен полный список выполняемых расчетов с кратким описанием каждого пункта. Вы так же можете задать свой вопрос, воспользовавшись формой в правом блоке.

Как рассчитать стропильную систему двухскатной крыши?

Любой человек за свою жизнь делает множество всевозможных расчетов. Цифры и формулы прочно вошли в нашу жизнь. Без этого сложно выполнить практически любую работу. Например, если вы решили построить дом, то следует высчитать многие параметры, в том числе и сделать расчет стропильной системы двухскатной крыши. Если здесь совершить ошибку, то кровля может не выдержать нагрузок. А это значит, что и весь дом простоит недолго. А как рассчитать все размеры, сечения и другие параметры стропильной системы двухскатной крыши? Что при этом необходимо учитывать? Давайте разберемся вместе.

Что собой представляет двухскатная крыша

Прежде чем рассчитать параметры любой конструкции, следует узнать как можно больше о ней самой. Двухскатная крыша – это наиболее распространенный вариант кровли. Он отличается сравнительной простотой стропильной системы, надежностью и относительно небольшими финансовыми затратами.

Вся конструкция состоит из следующих элементов:

Еще один момент, который стоит уточнить, перед тем как делать расчеты – это, какой тип стропильной системы будет на вашей двухскатной крыше. Различают две основные разновидности – висячая и наслонная. Первый вариант используется в небольших домах. В этом случае длина стропильной ноги не должна превышать шести метров. Для более широких домов используется наслонная система.

Определяем нагрузки

Расчет стропильной системы двухскатной крыши включает несколько этапов. В самом начале следует определиться с нагрузками, которые будут воздействовать на всю конструкцию. Именно от этого будет зависеть сечение, длина, шаг установки и другие параметры стропил.

Специалисты различают следующие нагрузки, которые будут воздействовать на двухскатную крышу:

• Постоянные. Сюда включаются вес всех элементов стропильной системы и кровельного «пирога». Также к постоянным нагрузкам относят массу всего дополнительного оборудования, которое будет установлено на крыше. Все это будет постоянно «давить» на стропильную систему. Но эти нагрузки можно рассчитать довольно точно. Ведь вам заранее известно, какие материалы при возведении крыши будут использоваться;
• Переменные. В эту группу входят нагрузки от осадков и ветра. Главным образом учитывается воздействие снежного покрова в зимний период. Дождь, при правильной водоотводной системе, большие нагрузки не создает.

Расчет стропильной системы начинают с высчитывания переменных нагрузок. В первую очередь здесь учитывается вес снега, который будет скапливаться на двухскатной крыше. Для этого удобно воспользоваться специальными картами. На них указывается высота снежного покрова в каждом конкретном регионе или местности. Исходя из этого, и производится расчет нагрузок.

Но тут следует учитывать еще и поправочный коэффициент. Этот параметр рассчитывается исходя из угла наклона ската. Чем круче уклон, тем меньше снега будет скапливаться. А это значит, что нагрузка на стропильную систему снизится. Согласно существующим нормам, если угол наклона двухскатной крыши более шестидесяти градусов, то учитывать при расчетах толщину снежного покрова нет смысла, так как осадки тут же будут скатываться на землю.

Еще одна из переменных нагрузок – это ветровая. Тут, в отличие от снежного покрова, влияние прямо противоположное. Чем меньше уклон ската, тем меньше ветровая нагрузка. Эти данные также можно узнать из специальных карт. На них указывается скорость ветра и его преобладающее направление.

Кроме того, в некоторых случаях расчет стропильной системы для двухскатной крыши должен учитывать и экстремальные нагрузки. Это требуется для тех регионов, где имеется сейсмическая активность или часто проходят ураганные ветры.

Постоянные нагрузки

Рассчитывать все параметры стропил следует, учитывая их вес. Также берется во внимание и нагрузки, которые будут оказываться другими компонентами двухскатной крыши. Делая расчет, учитывается следующее:

1. Вес кровельного материала. Этот параметр можно узнать у производителя перед покупкой. Самый тяжелый вариант считается цементно-песчаная черепица. Здесь нагрузка на каждый квадратный метр будет составлять до 65 килограммов. Самый легкий вариант – это еврошифер или ондулин. В этом случае вес квадратного метра покрытия не превышается трех кг.
2. Обрешетка. Ее вес напрямую будет зависеть от используемого кровельного материала. Например, если обрешетка под ондулин, то она делается сплошной. А это значит, что нагрузка на стропильную систему возрастает. В случае если обрешетка под металлочерепицу, она делается разряженной. В зависимости от угла наклона ската крыши расстояние между досок может достигать 60 сантиметров, что значительно уменьшает нагрузку. Поэтому выбирая кровельный материал, не стоит забывать и про обрешетку.
3. Вес самих стропил. В этом случае все будет зависеть от их сечения и используемой древесины. Также следует учитывать степень влажности материала. Самый популярный вариант для стропильной системы – это сосна. Если ее влажность составляет менее 15 процентов, а именно такой показатель считается наиболее оптимальным, то кубический метр древесины будет весить чуть больше половины тонны.
4. Другие компоненты кровельного «пирога». Здесь во внимание берется вес утеплителя, пароизоляции и гидроизоляции. Но, как правило, такие материалы весят мало и большой нагрузки на стропильную систему двухскатной крыши не оказывают.

Кроме того, в расчет обязательно включается масса дополнительного оборудования, которое будет установлено на крыше. Это могут быть кондиционеры, телевизионные антенны и тарелки и так далее. В любом случае, чтобы правильно рассчитать размеры и сечение стропил, следует дополнительно прибавить запас по крепости процентов десять или двадцать.

Постоянные нагрузки трудно рассчитать, не зная площадь кровли. А для этого следует узнать длину и ширину каждого ската. После этого, площадь крыши умножается на вес квадратного метра всех составляющих кровельного «пирога».

Основные параметры

Когда вся нагрузка посчитана, можно приступать к основным расчетам. Для правильности и надежности возведения стропильной системы двухскатной крыши следует определиться со следующими параметрами:

• угол наклона ската. Этот параметр очень важен. Если сделать наклон небольшим, то места под крышей будет мало. При этом возрастает снеговая нагрузка. Если угол наклона ската большой, то и места будет много, и снег не будет скапливаться. Но в такой ситуации возрастает ветровая нагрузка. Кроме того, следует учитывать, и какой кровельный материал будет использоваться. Каждый производитель рекомендует свои минимальные и максимальные углы наклона.
• размеры стропил для двухскатной крыши. Их длина будет зависеть от двух параметров. Во-первых, учитывается высота от основания крыши до конька. Во-вторых, для расчета длины стропил берется во внимание и ширина дома. Исходя из этих данных, при помощи формулы Пифагора и делается расчет нужного значения. Но это подходит только для симметричной двухскатной крыши. Если это не так, то расчет будет немного сложнее, но тоже не должен вызывать больших затруднений. Кроме того, следует учитывать и свесы, если они будут являться частью самих стропил.
• сечение стропил двускатной крыши. Именно для того, чтобы сделать расчет этого параметра и узнавалась будущая нагрузка. Чем она больше, тем больше должно быть сечение. Также не стоит забывать и про шаг и длину стропильной ноги. Существуют специальные таблицы. Согласно им можно легко рассчитать сечение, зная длину и шаг укладки. Кроме того, учитывается и из какого материала будут сделаны сами стропила. У каждой древесины есть свои показатели прочности;
• еще один важный параметр – это шаг укладки стропил. Как правило, это значение лежит в пределах от 60 до 100 сантиметров. Но и тут расчет делается исходя из будущих нагрузок и сечения стропил.

Рассчитать стропильную систему для двухскатной или любой другой крыши бывает очень сложно. Поэтому очень часто эту задачу поручают профессионалам. Но и самостоятельно сделать это вполне возможно. Для этого достаточно воспользоваться специальными программами или онлайн калькуляторами.

Здесь вводятся все необходимые параметры. Учитывается размер дома, желаемый угол уклона ската, используемые материалы для кровли и самой стропильной системы. Также, чтобы сделать расчет вводятся ветровые и снеговые нагрузки. После этого программа или онлайн калькулятор рассчитывает длину и сечение стропил. Также, в зависимости от функциональности, можно получить схему крыши и места расположения всех ее основных составляющих.

Расчет стропильной системы двухскатной крыши

Расчет стропильной системы следует делать не после строительства коробки дома, а еще на этапе изготовления проекта здания. Надо помнить, что для очень ответственных и престижных сооружений такие работы рекомендуется заказывать профессиональным архитекторам, только они смогут выполнить правильные расчеты и гарантировать длительность и безопасность эксплуатации сооружения.

Расчет стропильной системы двухскатной крыши

Виды простых крыш

Несмотря на то, что это одна из самых простых типов систем для жилых зданий, есть несколько видов конструкции. Разнообразие позволяет увеличивать варианты использования крыш при строительстве домов по стандартным или индивидуальным эксклюзивным проектам.

Асимметричная стропильная система двухскатной крыши

Ломанная двухскатная стропильная

Неопытным застройщикам рекомендуется делать расчеты самых простых типов стропильных систем двухскатных крыш.

Конструктивные элементы стропильной системы

Мы дадим перечень всех элементов, которые необходимо рассчитывать для каждого конкретного случая.

Мауэрлат

Наиболее простой элемент стропильной системы, может изготавливаться из бруса 150×150 мм, 200×200 мм или досок 50×150 мм и 50×200 мм. На небольших домах разрешается использовать спаренные доски толщиной от 25 мм. Мауэрлат считается неответственным элементом, его задача лишь равномерно распределять точечные усилия от стропильных ног по периметру фасадных стен строения. Фиксируется к стене на армирующем поясе при помощи анкеров или больших дюбелей. Некоторые стропильные системы имеют большие распирающие усилия, в этих случаях элемент рассчитывается на устойчивость. Соответственно, подбираются оптимальные способы фиксации мауэрлата к стенам с учетом материала их кладки.

Цены на брус

Стропильные ноги

Формируют силуэт стропильной системы и воспринимают все действующие нагрузки: от ветра и снега, динамические и статические, постоянные и временные.

Изготавливаются из досок 50×100 мм или 50×150 мм, могут быть сплошными или нарощенными.

Доски рассчитываются по сопротивлению на изгиб, с учетом полученных данных подбираются породы и сорта древесины, расстояние между ногами, дополнительные элементы повышения устойчивости. Две соединенные ноги называются фермой, в верхней части могут иметь затяжки.

Что такое стропильные фермы

Затяжки рассчитываются на растяжение.

Затяжка на стропилах

Прогоны

Одни из самых важных элементов стропильной системы двухскатной крыши. Рассчитываются на максимальные изгибающие усилия, изготавливаются из досок или бруса соответствующего нагрузкам сечения. В самом высоком месте устанавливается коньковый прогон, по сторонам могут монтироваться боковые. Расчеты прогонов довольно сложные и должны учитывать большое количество факторов.

Опоры для стропил

Могут быть вертикальными и наклонными. Наклонные работают на сжатие, крепятся под прямым углом к стропилинам. Нижняя часть упирается о балки перекрытия или бетонные плиты, приемлемы варианты упора о горизонтальные лежни. За счет упоров есть возможность использовать для изготовления стропильных ног более тонкие пиломатериалы. Вертикальные упоры работают на сжатие, горизонтальные на изгиб.

Опоры для стропил

Лежни

Укладываются вдоль чердачного помещения, упираются в несколько несущих стен или межкомнатных перегородок. Назначение – упрощение изготовления сложной стропильной системы, создания новых точек передачи нагрузок от различных типов упоров. Для лежней можно использовать балки или толстые доски, расчет делается по максимальному изгибающему моменту между точками опоры.

Лежень на схеме

Обрешетка

Тип обрешетки выбирается с учетом технических параметров кровельных покрытий и на показатели стропильной системы не влияет.

Какая обрешетка необходима под профнастил? Когда монтировать деревянную, а когда металлическую? Как правильно выбрать шаг обрешетки и какие при этом учитывать факторы? Подробные ответы на эти вопросы можно получить на нашем сайте!

Цены на доски строительные

Этапы расчета двухскатной крыши

Все работы состоят из нескольких этапов, каждый оказывает большое влияние на устойчивость и долговечность эксплуатации конструкции.

Расчет параметров стропильных ног

На основании полученных данных определяются линейные параметры пиломатериалов и шаг ферм. Если нагрузки на стропила очень большие, то для равномерного их распределения устанавливаются вертикальные или угловые упоры, расчеты повторяются с учетом новых данных. Меняется направление воздействия усилий, величина крутящих и изгибающих моментов. Во время расчетов должны учитываться три вида нагрузок.

Постоянные. К этим нагрузкам относится вес кровельных материалов, обрешетки, утеплительных слоев. Если чердачное помещение эксплуатируемое, то следует принимать во внимание массу всех отелочных материалов внутренних поверхностей стен. Данные по кровельным материалам берутся из их технических характеристик. Легче всех металлические кровли, тяжелее всех натуральные сланцевые материалы, керамическая или цементно-песчаная штучная черепица.

Нагрузки, действующие на здание

Расчётная снеговая нагрузка

Причем высота снега изменяется не только с учетом климатической зоны, но и в зависимости от расположения дома по сторонам света, рельефа местности, конкретного места расположения здания и т. д. Такими же недостоверными являются и данные о силе и направлении ветра. Архитекторы нашли выход из этой сложной ситуации: данные берут из старевших таблиц, но для страховки надежности и устойчивости в каждой формуле применяют коэффициент запаса прочности. Для ответственных стропильных систем на жилых зданиях норматив составляет 1,4. Это значит, что все линейные параметры элементов системы увеличиваются в 1,4 раза и за счет этого повышается надежность и безопасность эксплуатации конструкции.

Нагрузки на кровлю берут из таблиц, но с поправочным коэффициентом

Фактическая нагрузка от ветра равняется показателю в регионе расположения строения, умноженному коэффициент поправки. Поправочный коэффициент характеризует особенности расположения здания. По такой же формуле определяется и максимальная снеговая нагрузка.

Ветровая нагрузка на крышу

Конечные значения определяются с учетом вероятности одновременного действия всех вышеперечисленных нагрузок. Размеры каждого элемента стропильной системы рассчитываются с применением коэффициента запаса прочности. По такому же алгоритму проектируются не только стропильные ноги, но и перемычки, упоры, растяжки, прогоны и прочие элементы крыши.

Калькулятор расчета нагрузки на стропила

Общие советы для расчета крыши

Перед началом работ следует нарисовать эскиз стропильной системы с указанием размеров и конкретного места установки дополнительных упоров. Этот эскиз можно менять во время проведения расчетов и подбирать наиболее оптимальные варианты.

Перед началом работ следует нарисовать эскиз стропильной системы

Чем больше крыша имеет отдельных нагруженных узлов, тем значительнее запас по прочности рекомендуется использовать. Дело в том, что в каждом новом узле могут возникать проблемы, их следует предусматривать и минимизировать на стадии проектирования здания.

Расчет угла наклона скатов

От этой величины зависит распределение вертикальных и горизонтальных усилий. Во время расчетов все силы, действующие на чердачные перекрытия и стропильную систему, разбиваются на строго горизонтальные и строго вертикальные. Только эти проекции принимаются во внимание. Каждая сила действует на деревянные элементы в продольном и поперечном направлении.

Расчет угла наклона крыши

Угол наклона скатов зависит от технических параметров используемых кровельных материалов. Есть одна общая аксиома – чем больше угол, тем меньше вертикальные нагрузки на стропильную систему. Но с увеличением этого параметра возрастает парусность крыши, увеличивается влияние ветра на устойчивость стропильной системы.

Калькулятор расчета угла наклона крыши

Расчет шага стропил

Для неутепленных крыш никаких общих правил не существует, шаг между стропилами определяется исходя из оптимальных параметров стропилин. Если они изготовлены из пиломатериалов больших размеров, то шаг увеличивается, если размеры незначительны, то стропильные ноги располагаются ближе. За счет такого подхода удается сэкономить финансовые средства на стоимости строительных материалов для возведения стропильной системы двухскатной крыши.

В случае планирования жилых чердачных помещений шаг стропильных ног строго регламентируется. Расстояние зависит от ширины используемых утеплителей, но в большинстве случаев оно равняется 56–58 см.

Шаг и длина стропил

Калькулятор расчета длины стропильных ног

Расчет дины стропильных ног

Есть два алгоритма действий, решение принимается с учетом максимального количества индивидуальных факторов.

1. За исходные данные принимается угол наклона скатов. В этом случае неизвестной является не только длина стропильных ног, но и максимальная высота чердачного помещения. Во время расчета используется теорема Пифагора, длина стропил и высота вертикальных упоров в месте конька рассчитываются отдельно.
2. Длина стропильных ног есть в исходных данных, необходимо узнать высоту стропильной системы. Расчет несколько упрощается. Вначале следует определить угол наклона у стропилин такой длины на конкретном здании, а потом уже узнается высота стропильной системы.

Какие факторы влияют на сечение стропилин

Главный фактор – нагрузка. Об этом мы уже писали, упоминали, как она находится, какая бывает и от чего зависит. Исходя из максимальной расчетной нагрузки, проектировщики определяют параметры сечения элементов стропильной системы.

Геометрия сечения. В науке сопротивления материалов есть несколько фундаментальных законов, которые позволяют определять оптимальные размеры нагруженных элементов. За счет этого существенно уменьшается сметная стоимость стропильной системы. К примеру, брус 100×100 мм выдерживает намного меньшие усилия на изгиб, чем доска 50×100 мм, хотя объем дорогостоящих пиломатериалов у него в два раза больше.

Доска обрезная 100х50 мм

Вид древесины и сортность — важные факторы, которые учитывают при расчетах

Для облегчения расчетов архитекторам предлагаются готовые таблицы с указанием зависимости сечения от шага и длины.

Расчет стропильной системы при помощи специального калькулятора

В сети есть бесплатные калькуляторы, которые значительно упрощают процесс создания схемы и расчета стропильной системы. С их помощью можно узнать количество, расположение и размеры элементов стропильной системы. Сразу оценивается объем пиломатериалов, необходимых для сборки конструкции.

Важно. Объем вычисляется без запаса на непредвиденные отходы. Во время приобретения следует иметь в виду существующую особенность и примерно на 5–10% увеличивать объем.

Калькулятор после завершения расчетов позволяет получать такие сведения:

чертеж стропильной конструкции с указанием размеров отдельных элементов. Количество пиломатериалов для изготовления каждого номенклатурного наименования. Задаются исходные данные, а программа самостоятельно выполняет все математические действия;

Параметры элементов в калькуляторе

Можно посмотреть отдельно каждый узел

Вкладка «Скачать» сохраняет результаты расчетов стропильной системы двухскатной крыши. Тип файла выбирает пользователей, для скачивания результатов сайт требует регистрации. Она полностью бесплатна и отнимет всего несколько минут.

При помощи вкладки «Виджет» можно сразу отправлять расчеты на собственный сайт или по иному указанному электронному адресу. Еще одна полезная функция – есть возможность разместить такой же калькулятор на своем сайте и в дальнейшем делать все расчеты на нем.

Вкладка «Справка» перенаправляет на страницу, где указаны требования к исходным данным для проведения расчетов стропильной системы.

В калькуляторе можно заранее посмотреть на схеме все условные обозначения величин

Для того чтобы не допускать ошибок, необходимо изучить пошаговую инструкцию пользования. Как делать расчеты?

Шаг 1. Перейдите на первую вкладку «Чертежи», укажите, в каких единицах будут даны размеры элементов стропильной системы, тип кровельных покрытий, высоту конька крыши и размеры соединительных узлов. Программа подберет материалы изготовления обрешетки, подсчитает длину стропилин, выберет оптимальные методы соединения различных узлов. Справочный раздел сайта имеет все подсказки не только по линейным значениям соединений, но и по возможным в данном конкретном случае типам. Это очень удобный и функциональный раздел, значительно облегчает принятие правильного решения на начальном этапе проектирования и расчета стропильной системы двухскатной крыши.

Нужно указать параметры (слева)

Шаг 2. Введите размеры дома, толщину фасадных стен и размеры мауэрлата. Сайт потребует указать характеристики стропильных ног. Их толщина в большинстве случаев 50 мм, а ширина зависит от того, какой будет крыша – теплой мансардной или обыкновенной холодной.

Для теплой крыши надо дать размеры утеплителя, технические характеристики паро- и гидроизоляции. С учетом вида материалов для кровли выбирается тип и шаг обрешетки.

Шаг 3. Включите функцию «Расчет».

Придется несколько секунд подождать, пока программа обработает введенные данные и выдаст готовые результаты. Появится чертеж конструкции стропильной системы двускатной крыши указанием всех размеров стропилин, подробной детализацией узлов соединения. Есть рабочий чертеж каждой ноги, ее место установки и форма запилов для соединения с мауэрлатом и в коньке.

Пользователь может подробно рассмотреть модель крыши дома в 3D изображении. При помощи мыши модель вращается в любую сторону, увеличивается и уменьшается масштаб.

Модель можно вращать

Вид элементов после расчета, просмотр в 3D

Практический совет. Программа дает возможность изменить высоту конькового элемента уже на готовой модели. Эта функция намного облегчает выбор вариантов крыши с учетом дизайнерского вида. Проектировщик следит, как меняется внешний вид дома в зависимости от колебаний высоты стропильной системы, несколько раз вводит новые данные для выбора оптимального варианта. Все остальные размеры и расчетные данные в автоматическом порядке изменяются с учетом различных данных по высоте.

Шаг 5. После выбора окончательного варианта нужно вернуться на вкладку «Чертежи» и ознакомиться с результатами расчетов по каждому отдельному элементу стропильной системы.

Просмотр результата расчета

Очень важно, что даются не только размеры для изготовления элементов, но и объемы пиломатериалов для полного строительства крыши. Мы уже упоминали, что это чистые значения, они не учитывают количество неизбежных непродуктивных отходов. Программа обрабатывает самые простые конструкции двухскатных крыш, на практике их придется совершенствовать, монтировать различные прогоны, вертикальные и угловые стойки.

Результат во вкладке «Чертежи»

Это самая простая программа для расчетов стропильной системы. Профессиональные архитекторы для работы пользуются усовершенствованными, они имеют намного больше возможностей и функций, учитывают все исходные данные, обладают расширенным справочным отделом с указанием строительных стандартов и отраслевых нормативных актов.

Выводы

Не стоит спешить с расчетами, если у вас нет никаких практических навыков, то результаты программ можно использовать как рекомендации. Очень полезно ознакомиться с параметрами кровельных систем уже построенных зданий. Выберите для себя походящий стиль и попроситесь к владельцу на экскурсию.

Конструкцию стропил можно посмотреть в уже отстроенном здании

Если у него есть мансардное помещение и стропильная система не видна, то можно получить практическую консультацию у опытных строителей.

Крыша – очень сложный и ответственный архитектурный элемент любого строения, не нужно с ним экспериментировать. Ошибки могут становиться причиной появления очень неприятных ситуаций, для их ликвидации потребуется много усилий, времени и финансовых средств. Намного выгоднее со всех точек зрения обратиться за помощью к профессионалам, чем самостоятельно заниматься такими сложными расчетами.

Видео – Расчет стропильной системы

Степан Русов главный редактор

Автор публикации 18.07.2018

Понравилась статья? Сохраните, чтобы не потерять!

1. 5
2. 4
3. 3
4. 2
5. 1

Как делать крышу дома
Уклон кровли в градусах и процентах
Двускатная крыша дома своими руками

Вопросы и ответы

Сколько прослужит керамическая черепица?

У керамической черепицы достаточно большой срок службы. И лучшим тому подтверждением является то, что старую черепицу часто используют для реставрации зданий. Помимо того, археологические находки также подтверждают длительный срок эксплуатации данного кровельного материала. Возраст некоторых образцов, к примеру, превышает 5 тысяч лет.

Что делать, если треснул шифер?

Такую проблему лучше решать заменой листа шифера, но в одиночку справиться с этим достаточно трудно. Самым быстрым и простым решением будет укладка шифера на поврежденное место или же его (места) герметизация. Если на шифере виднеются отверстия от гвоздей, то их тоже можно герметизировать; как вариант – можно напаять кусок рубероида, используя горелку.

Какая нагрузка приходится на кровлю?

Показатель нагрузки на кровлю может составлять от 70 кг до 200 кг на 1 м² горизонтальной проекции. Что характерно, крыша – независимо от того, сколько именно она весит – также должна выдерживать и так называемые временные нагрузки, к которым относятся ремонтные работы, слой снега в зимнее время и его (снега) очистку.

Как заделать отверстия в профнастиле от саморезов?

Самое простое решение – вкручивание в эти места новых саморезов. Если же такой возможности по той или иной причине нет, отверстия можно герметизировать, используя полиуретановый либо акриловый герметик.

Есть ли у мягкой кровли недостатки?

У мягкой кровли есть свои недостатки, причем существенные. Так, не всегда удается полностью герметизировать пароизоляционный слой, потому водяные пары, попадая в слой утепляющего материала, накапливается там (ведь из-за плотного гидроизоляционного ковра влага не испаряется). Со временем влага, скопившаяся в утеплителе, начинает стекать вниз и на потолке возникают мокрые пятна. Помимо этого, влага при минусовой температуре замерзает, ее объем увеличивается, а гидроизоляция, как следствие, отрывается от основания. Еще в ходе эксплуатации гидроизоляция подвергается механическим/климатическим воздействиям, из-за чего на ней появляются трещины. Через эти трещины вода попадает в дом, а обнаружить и устранить причину таких протечек порой достаточно сложно.

Висячие стропила – что это такое?

Висячими называют те стропила, которые опираются лишь на две внешние стены. Это разновидность стропильных ферм, к которым крепится чердачное перекрытие. Если пролет в висячих стропилах превышает отметку в 6 метров, то между верхними концами стропильных ног дополнительно крепится вертикальный подвесной брус. Если пролет варьируется в пределах от 6 до 12 метров, то конструкция стропил дополняется подкосами, из-за чего уменьшается длина стропильных ног.

Как ухаживать за металлочерепицей?

Чтобы обеспечить длительный срок эксплуатации и оптимальные условия использования металлочерепицы, нужно периодически проводить осмотр кровли. Чтобы полимерное покрытие поддерживалось в чистоте, зачастую хватает и дождевой воды, но вот упавшие листья и прочие загрязнения смываются при этом не во всех случаях. Следовательно, минимум раз в год необходимо проводить чистку поверхности. То же касается и водосточных систем.

Для устранения загрязнений и потемнений поверхности используйте воду и мягкую щетку. Можно очищать кровлю струей воды (давление не должно превышать 50 бар), а для удаления въевшейся грязи использовать моющие средства, предназначающиеся для окрашенных полимерных покрытий. Перед началом работ обязательно ознакомьтесь с инструкцией к моющему средству, дабы убедиться, что оно точно подходит для такой поверхности. Если загрязнения не выводятся, можете попытаться устранить их куском ткани, смоченным спиртом. Кровлю необходимо мыть, двигаясь сверху вниз, таким образом, чтобы моющее средство полностью смылось. Затем поверхность и водосточные системы промываются водой.

Что же касается снега, то его обычно скатывают с крыши, а то, что остается, вполне соответствует несущей способности конструкции.

Чем лучше всего утеплять кровлю?

Важно, чтобы материал, который будет использован для утепления кровли, имел хорошие теплоизоляционные характеристики и был:

• безопасным (то есть не имел в составе вредных веществ);
• эффективным (утепляющий материал должен соответствовать всем требованиям энергоэффективности);
• надежным (первоначальные свойства теплоизолятора не должны теряться на протяжении всего эксплуатационного срока конструкции).

Для чего необходима пароизоляция кровли?

Главная функция пароизоляции – это предотвращение появления «точки росы» внутри здания. Кто не знает, под «точкой росы» подразумевается температура, при которой уровень влажности воздуха составляет более 100%, в результате чего лишняя влага превращается в росу (происходит конденсация) и промерзает. Более того, это становится причиной появления плесени и грибка – как внутри кровельного пирога, так и в самом здании.

Соломенная крыша – что она собой представляет?

Сложно переоценить все преимущества соломенной кровли. Летом под ней прохладно, а зимой тепло, само здание «дышит» и вообще живет тихой спокойной жизнью. Еще звуки дождя при наличии такой крыши «гасятся», она характеризуется устойчивостью к ветрам и другим атмосферным воздействиям. Помимо всего этого, соломенная крыша позволяет существенно сэкономить средства на фундаменте и перекрытии, так как их не нужно будет рассчитывать на большие нагрузки.

1 — солома (тростник), 2 — сетка, 3 — черепица, 4 — строевой тростник, 5 — рейка, 6 — проволока притяжная, 7 — стропильная система, 8 — 5 мм проволока крепежная, 9 — поджимная планка, 10 — поджим, 11 — прижимная планка, 12 — ребро жесткости, 13 — паробарьер, 14 — OSB-лист

Соломенная крыша может быть уложена на крышу абсолютно любой конструкции, никаких ограничений в плане формы в данном случае нет. Наконец, срок эксплуатации такой кровли достигает 50 лет. О неповторимости дизайна вообще говорить не стоит!