Metallprokatking.ru

Металлопрокат Кинг
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет деревянной крыши

Калькуляторы расчета сечений элементов стропильных систем

Наслонные стропила

Стропила на двух опорах

Консольные стропила на двух опорах

Стропила на двух опорах и подкосе

Консольные стропила на двух опорах и подкосе

Стропила на двух прогонах и мауэрлате

Консольные стропила на двух прогонах и мауэрлате

Консольные составные стропила

Онлайн калькулятор односкатной крыши

Данный калькулятор упростит комплектацию материалов для стропильной системы и финишного кровельного покрытия, позволит просчитать угол наклона ската, количество обрешетки и размер стропил.

Перед проведением расчетов настоятельно рекомендуется:

  1. Изучить особенности стропильной системы под конкретный кровельный материал. В большей степени это относиться к обрешетке. Так, для битумной черепицы обрешетка должна быть сплошной (доску можно заменить на листы ОСП или фанеры). Для металлочерепицы обрешетка монтируется с учетом размера волны.
  2. Проверить надежность выбранного угла и шага стропил. В этом поможет программа «Стропила 1.0.1.».

Результаты расчетов:

Угол наклона крыши: 0 градусов.

Варианты решения задачи

Казалось бы, самый простой вариант решения – найти в интернете программу для расчета, заложить в нее данные, попить чайку, получить готовый расчет и радостно побежать покупать необходимые пиломатериалы.

Вариант, безусловно, хорош. Но программа не учитывает особенностей конкретной крыши:

— формы (крыша может быть, например вальмовой);

— необходимости устройства дополнительной обрешетки (например, для монтажа ендовы);

— необходимости оформления мест прохождения труб через кровлю.

В связи с этим наиболее рациональным вариантом остается самостоятельный расчет.

Виды стропильных систем для двухскатных крыш

Большинство стропильных систем для двухскатных крыш делится на два основных вида — висячая и наслонная. Первый вид является наиболее распространённым. Разберем подробно оба вида.

Висячая стропильная система двухскатной крыши

Данный вид кровельных конструкций используется исключительно в случае, когда стены дома находятся на расстоянии до 10 м друг от друга и между ними нет опорных перекрытий. Стропила (ноги) стыкуются только с боковыми частями дома в виде мауэрлата. Минусом двухскатной крыши с висячими стропилами является возможность ее повреждения из-за распирающей нагрузки, так как между стропилами в данном случае не предусмотрены растяжки.

Наслонная стропильная система двухскатной крыши

Отличием наслонных конструкций является наличие дополнительной подпорки в виде стены или другой опоры. Наслонная стропильная система устанавливается с опорами, которые крепятся на промежуточные стены. Данная конструкция позволяет закрывать большие пролеты без ущерба жесткости всей стропильной системе.

Отдельно стоит рассказать еще о нескольких видах двухскатных крыш. По конструкции двухскатная крыша может быть выполнена в следующих вариантах:

  • симметричная двухскатная крыша;
  • ассиметричная двухскатная крыша;
  • двухскатная ломаная крыша.

Отличия данных конструкций понятны из названия. В зависимости от проекта вашего дома и от дизайнерских решений крыша может быть ассиметричной, то есть иметь разные углы наклона в основании. Такая крыша немного сложнее в монтаже, нежели обычная симметричная крыша, имеющая в своем основании равнобедренный треугольник, но опытному мастеру не составит труда возвести такую конструкцию.

Также весьма распространена двухскатная ломаная крыша. Стропила такой крыши как бы немного обломаны у основания. Такие крыши практически не задерживают на себе осадки и позволяют выиграть в чердачном пространстве для обустройства мансарды.

Калькулятор

Исходные данные

Шаг стропил (L) — расстояние, с которым устанавливаются стропила крыши.

Шаг обрешетин (P) — расстояние, например, от левой грани первой доски обрешетки до левой грани второй.

Площадь крыши (S) — указывается в том случае, если Вы собираетесь произвести расчет требуемого количества досок обрешетки или настила крыши. В том случае, если в крыши предполагаются проемы, то площадь нужно указывать за их вычетом.

Срок службы — здесь задается тот срок службы, который, как Вы предполагаете, должна служить конструкция.

Доски обрешетки и настила:

Материал — здесь выбирается та порода древесины, из которой изготовлены доски.

Длина (А), ширина (В), высота (Н) — размеры досок обрешетки или настила.

Сорт древесины — перед расчетом необходимо указать сорт древесины, из которого изготовлены доски.

Пропитка — выбирается «Да», если доски обрешетки или настила пропитаны антипиренами под давлением.

Нормативная и расчетная — нагрузки на один квадратный метр крыши, которые перед расчетом нужно собрать.

Коэф. mд указывается «Да», если сумма от постоянных и временных длительных нагрузок составляет более 80% от общей. Для крыши это обычно так, т.е. нужно ставить «Да».

Цена за 1 м 3 — стоимость одного кубометра пиломатериалов.

Расчет размеров стропильной системы

Когда с расчетом всех видов нагрузок покончено, можно переходить вычислению размеров стропильной системы. Выполнение работы будет отличаться в зависимости от того, какая конструкция крыши планируется.

Читать еще:  Монтаж электропроводки в частном доме

В данном случае рассматривается двухскатная.

Сечение стропильной ноги

Расчет стропильной ноги основывается на 3 критериях:

  • Нагрузки из предыдущего раздела;
  • Удаленность перил;
  • Длина стропил.

Существует специальная таблица сечений стропильных ног, в которой можно узнать данный показатель, основываясь на вышеописанных критериях.

Определение угла наклона

Можно для такого расчета исходить из материала кровли, который будет использоваться в дальнейшем, ведь у каждого из материалов имеются свои требования:

  • Дляшифераразмер угла ската должен быть более 22 градусов. Если угол будет меньше, то это сулит попаданием воды в зазоры;
  • Дляметаллочерепицытакой параметр должен превышать 14 градусов, в ином случае листы материала могут быть сорваны веером;
  • Дляпрофнастилаугол может быть не меньше, чем 12 градусов;
  • Для битумной черепицы такой показатель должен равняться не более чем 15 градусов. Если угол будет превышать такой показатель, то есть вероятность сползания материала с кровли во время жаркой погоды, т.к. прикрепление материала проводят на мастику;
  • Для материалов рулонного типа, вариации значения угла могут быть в пределах от 3 до 25 градусов. Этот показатель зависит от числа слоев материала. Большее количество слоев позволяет сделать угол наклона ската большим.

Стоит понимать, что чем больше угол ската, тем больше площади свободного пространства под крышей, однако и материала требуется для такой конструкции больше, а, соответственно и затрат.

Более подробно про оптимальный угол наклона вы можете прочитать здесь.

Важно: минимально допустимое значение угла ската равно 5 градусов.

Формула для расчета угла ската проста и очевидна, учитывая, что изначально имеются параметры ширины дома и высоты конька. Представив в разрезе треугольник, можно подставлять данные и проводить вычисления, пользуясь таблицами Брадиса или калькулятором инженерного типа.

Нужно вычислить тангенс острого угла в треугольнике. В данном случае он будет равен 34 градусам.

Формула: tg β = Нк / (Lосн/2) = 2/3 = 0,667

Определение угла наклона крыши

Требования к качеству материала

Если осуществляется расчет деревянных стропил, то помимо таких параметров, как длина и сечение, нужно учитывать и качество строительного материала.

Стропила для крыши своими руками изготавливают из древесины лиственных и хвойных пород.

Основные требования к материалу изложены в ГОСТ 2695-83 и ГОСТ 8486-86. Среди них:

  • Допускает наличие сучков в количестве не более трех на метровый участок, размер сучков не должен превышать30 мм.
  • Допускается наличие несквозных трещин, не превышающих ½ длины;
  • Влажность пиломатериала не должна быть выше 18% при измерении влагометром.

При приобретении материала, из которого планируется монтировать стропильные системы – снип предписывает проведение проверки документа о качестве, в котором указаны:

  • Данные о производителе;
  • Номер стандарта и название изделия;
  • Размер изделия, влажность и использованная порода древесины;
  • Количество отдельных элементов в упаковке;
  • Дата выпуска данной партии.

Поскольку дерево материал натуральный, оно требует проведение предмонтажной подготовки. Эта подготовка планируется на стадии, когда проектируется стропильная система – снип предусматривает проведение защитных и конструктивных мероприятий.

К защитным мероприятиям относят:

  • Обработку древесины антисептиками для предотвращения преждевременного загнивания;
  • Обработку древесины антипиреновыми пропитками для защиты от возгорания;
  • Обработку биозащитными составами для защиты от насекомых-вредителей

К конструктивным мероприятиям можно отнести:

  • Установка гидроизоляционных прокладок в месте соприкосновения кирпича и деревянных конструкций;
  • Создание гидроизоляционного слоя под кровельным материалом и пароизоляционного – со стороны помещений перед слоем утеплителя;
  • Оборудование вентиляции подкровельного пространства.

При соблюдении все требований технологии стропильная система деревянного дома приобретет более высокие прочностные качества, и конструкция крыши прослужит долго, не требуя проведения ремонта.

Как определить угол наклона?

Для вычисления угла наклона в расчёт берут материал кровли:

не менее 22 градусов для шифера (иначе – вода попадёт в зазоры);

металлочерепица – не менее 14 градусов (в противном случае листы сорвёт сильным ветром);

профилированный настил – не менее 12 градусов;

битумочерепица – не более 15 градусов (при превышении слезание элементов с крыши, ибо закрепляются они на мастике).

Рулонные материалы – угол в 3-25 градусов. Параметр определяется количеством слоёв: чем их больше, тем выше угол наклона. При повышении угла наклона чердак увеличивается в объёме, а с ним и количество материалов, затраченных на возведение крыши.

Скат не должен устанавливаться на угол менее 3-х градусов.

Можно вместо крыши установить толстое перекрытие –и покрыть его битумом. В этом случае перекрытие отбортовывается на небольшую высоту со всех сторон по периметру. В любом месте бортика просверливается отверстие для стока воды, в которое вводится водосток. Тогда и крыша не нужна как таковая – чердак будет полностью отсутствовать. Но такое решение имеет ряд недостатков, один из которых – образование толстого слоя ряски и водорослей на рубероиде, выполняющем роль мощной гидроизоляции. К тому же зимой там будет скапливаться снег и лёд. Летом это перекрытие будет перегреваться, отчего в доме будет очень жарко.

Читать еще:  Мощность электрического теплого пола

Разберемся, как рассчитывается угол ската.

Для треугольника чердака в разрезе вычисляется тангенс острого угла, на который и наклоняются стропила, обрешётка и кровля. Этот тангенс равен отношению высоты кровли к полудлине основания (перекрытия). Число должно получиться равным менее единицы.

Арктангенс («обратный тангенс») полученной величины в сумме даёт угол в радианах, который переводится в градусы (радиан равен приближённо 57 градусам).

Угол наклона крышного настила (стропила, обрешётка и кровля) может быть вычислен и экспериментально. Некоторые мастера оценивают данную величину лишь по теореме Пифагора и общим рекомендациям к углу наклона, располагая конкретными досками (например, 6-метровыми) для балок и стропил. Иногда бывает, что строительство дома – начиная с закладки фундамента – происходит в соответствии с длиной заранее купленных досок и/или бруса, идущих на стропильную систему и имеющихся в данный момент в продаже. То есть квадратура дома, если позволяет площадь участка, рассчитывается с крыши (стропильной системы), под будущие стропила которой и подгоняется закладка фундамента и выкладка стен. Это делают, чтобы не тратить лишнее время на перерасчёт и лишнее пиление/сращивание досок, а сразу же изменить проект должным образом, не подгоняя крышу под него.

Данная особенность дачного/загородного строительства касается лишь несложных одно- и двускатных крыш.

Как рассчитать?

Работы начинаются со сбора и уточнения данных. Затем составляется первичный чертеж каркаса и уточняются дополнительные требования.

После этих действий с помощью тригонометрических формул последовательно высчитываются все размерные характеристики.

Начинать следует с основных несущих элементов, а заканчивать — укрепляющими.

Выбор угла наклона ската

Уклон скатов выбирается после сбора и учета всех факторов влияния, включая ветровую и снеговую нагрузку, допустимый угол укладки кровельных покрытий, потребность в использовании внутреннего пространства и других факторов (сметы строительства, соображений дизайна, наличия или отсутствия пристроек).

При этом влияние снеговой нагрузки преобладает над остальными. При допустимом нормами диапазоне от 5 до 60 ° в регионах с сильными снегопадами угол скатов рекомендуют поднимать до максимально возможного, т.е. – до 40-60 °.

В остальных случаях вес снега добавляют к весу пирога с учетом региона проживания (усредненная табличная величина) и поправочного коэффициента (уменьшаемого с 1 до 0,33 по мере роста наклона, приравниваемого к 0 при 60 °).

После выбора оптимального значения, угол укладки рядовых стропил и ската в верхней зоне находится по формуле: β=90-α.

Подробнее об определении угла наклона вальмовой кровли читайте здесь.

Определение высоты конька

По формуле ниже определяется высота крыши (она же – расстояние до одиночного конькового прогона или высота вертикальной опорной стойки):

h=(D∙tanα)/2, где D – расстояние между нижними точками боковых трапециевидных скатов, т.е. ширина здания.

В идеале коньковый прогон размещается строго по центру, с одинаковым расстоянием до нижней линии боковых скатов и вальмы (по сути, все рекомендуемые формулы подогнаны именно под этот вариант).

При таком исполнении уклоны скатов максимально совпадают, а нагрузки компенсируют друг друга. Но в ряде случаев торцевые и вальмовые скаты имеют разные уклоны, что обязательно учитывается при расчете стропил и других конструкций.

Длина центральных стропил вальмы

Длина рядовой стропильной ноги находится как сумма квадратов высоты крыши и расстояния от нижней точки крепления вертикальной стойки (или условной точки начала прогона) до мауэрлата.

Для заложения этих конструкций используются доски или брус толщиной от 50 мм, первые предпочтительней при планировании утепления вальмовой крыши. Полученное значение длины нуждается в корректировке, а именно – умножении на поправочный коэф., в свою очередь зависящий от уклона вальмовой крыши (см. табл. ниже)

Размер конькового прогона

Данный параметр получают путем вычитания двух отступов от середины вальмовых скатов до нижней точки крепления вертикальных опор, удерживающих конек или условной оси узла крепления диагональных стропил.

При равном расстоянии края каждого ската lконька=L-D, где L- длина постройки.

Данная величина оказывает прямое влияние на длину лежня (при наличии в каркасе), определяемого как lл=L-D/2. Но этот параметр нуждается в согласовании с внутренним планом дома.

Длина угловых стропил

Эту величину проще всего определить с помощью теоремы Пифагора, как гипотенузу треугольника, образованного центральным рядовым стропилом, половинкой нижней части вальмового ската и самой диагональной ногой.

Читать еще:  Ремонт крыш из шифера

В простом приближении ее получают, выделив квадратный корень из суммы квадратов катетов. По аналогии с промежуточными стропилами полученную величину умножают на поправочный коэффициент.

Найденные значения в точности используются на следующих этапах расчета кровли (определении площади скатов, параметров свеса, выборе укрепляющих узлов), но при расчете пиломатериалов его всегда увеличивают на 5-10%. Игнорирование этого требования приводит к проблемам при стыковке или креплении.

Не менее важное влияние на надежность каркаса оказывает сечение диагональных стропил. По нормам их закладывают из бруса толщиной от 100 мм или из сдвоенных досок от 50 мм.

Второй вариант предпочтителен из-за лучшей выдержки сдвоенных элементов нагрузок на изгиб.

Чрезмерно длинные стропила рекомендуется сращивать в верхней точке с помощью гвоздей, вставок или других методов.

Определение количества и сечения опор

В вальмовом скате закладывается по одной центральной стропильной ноге, но в боковых их число увеличивается в зависимости от длины вытянутой стороны дома. Как правило, 4 таких элемента размещаются практически вплотную с узлом крепления диагональных ног. Остальные – укладываются с равным шагом от 60 см и выше.

Верхний предел зависит от габаритов вальмовой кровли, ожидаемых нагрузок и сечением пиломатериалов. Специалисты рекомендуют выбирать оптимальный интервал по таблицам, с округлением в меньшую сторону.

Укороченные опоры и нарожники для вальм

Полуноги и вальмовые нарожники рассчитываются после получения размеров остальных стропильных ног и выбора шага их размещения.

Строительные калькуляторы при расчете используют принцип пропорционально уменьшаемых треугольников (длина каждого следующего нарожника уменьшается на величину, пропорциональную удалению от центральной стропильной ноги).

  • Длина первого укороченного стропила находится по формуле: L1=2/3L;
  • Длина второго укороченного стропила находится по формуле: L2=1/3L

По аналогии с остальными рядовыми стропилами полученное значение рекомендуют увеличивать на поправочный коэффициент или добавлять к длине ширину отрезка на привязку к мауэрлату.

Все элементы размещают с равномерным шагом, при увеличении числа нарожников формулу корректируют, но сам принцип расчета не меняется.

Карнизный свес

При первичном, ориентировочном расчете площади скатов и определении нагрузки на 1 м 2 крыши длиной карнизных свесов пренебрегают.

Но при детализированном расчете способ их обустройства и размеры всегда определяются заранее с учетом рекомендуемого выступа от стен в диапазоне от 40 до 70 см, не более.

Необходимую величину удлинения стропила находят как отношение отступа от стены до крайней точки карниза к косинусу уклона кровли: ∆=k/cosα.

Единого мнения об оптимальном способе обустройства свесов нет, из-за упомянутого выше ограничения в длине пиломатериалов и упрощения расчета параметров скатов некоторые специалисты рекомендуют формировать их с помощью кобылок.

Такой метод считается более сложным в исполнении и менее надежным. В ряде случаев владельцы отказываются от свесов в принципе или делают их укороченными, чаще всего такое исполнение выбирается при необходимости исключения влияние ветровых нагрузок.

Размеры укрепления

Укрепляющие элементы (подкосы, шпренгели, затяжки) подбираются после уточнения нагрузок и расчета несущего каркаса. Единых формул для них нет, в каждом случае вальмовая крыша усиливается индивидуально.

К обязательным элементам относят подкосы (от 1 шт. при длине диагональной ноги до 7,5 м, от 2 – при длине от 7,5 до 9 м), закрепляемые под углом в 45-53° с упором в верхнюю часть стропилины. При больших габаритах каркас укрепляется дополнительными вертикальными стойками.

Примеры расчета наклонных систем

Основой прочности и надежности каркаса для кровли является правильное определение сечения и шага стропил. Следует учитывать и конфигурацию утеплителя. Для рулонных и плитных материалов оптимальным является расстояние, соответствующее их ширине. Для средней полосы России при длине ската 500 см и шаге стропила 60 см берется брус сечением 50×175 мм, а при увеличении интервала — 50×200 мм. Однако эти рекомендации относительны, следует заранее узнать все коэффициенты и применить их на практике.

Можно рассчитать параметры стропильной системы по формуле с заранее собранными данными:

  1. Снеговая нагрузка: S расч = 199 кг/м²×1,4 = 278,6 кг/м².
  2. Ветровая нагрузка: Wрасч = 28,02 кг/м²×1,4 = 39,23 кг/м².
  3. Постоянная нагрузка: Gрасч = 53,11кг/м²×1,1 = 58,42 кг/м².

Остается ввести коэффициенты прочности крыши под углом 35 градусов с шагом стропил 900 мм из сосны I сорта, высотой до конька 7м с профнастилом в качестве кровельного материала. Результат будет такой: стропила сечением 125х200 мм.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector