Другое название двускатной разновидности крыши – щипцовая.
Она имеет две одинаковых наклонных поверхности. Конструкция каркаса крыши представлена стропильной системой.
При этом опирающиеся друг к дружке пары стропил объединяются обрешеткой. В торцах образуются треугольные стенки, или по-другому щипцы.
Двускатную крышу достаточно просто .
При этом очень важным моментом для монтажа является правильный расчет необходимых параметров.
В стропильной системе мансарды имеются следующие элементы:
- Мауэрлат. Этот элемент служит основанием для всей конструкции кровли, прикрепляется по периметру стен сверху.
- Стропила. Доски определенного размера, которые прикрепляются под необходимым углом и имею опору в мауэрлат.
- Конек. Это обозначения места схождения стропил в верхней части.
- Ригели. Располагаются в горизонтальной плоскости между стропилами. Служат элементом сцепления конструкции.
- Стойки. Опоры, которые располагают в вертикальном положении под коньком. С их помощью нагрузка передается на несущие стены.
- Подкос. Элементы, располагающиеся под углом к стропилам для отвода нагрузки.
- Лежень. Аналогичен мауэрлату, только располагается на внутреннем несущем перекрытии.
- Схватка. Брусок, расположенный вертикально между опорами.
- . Конструкция для установки кровли.
Расчет стропильной системы двухскатной крыши — онлайн калькулятор
Обозначения полей в калькуляторе
Укажите кровельный материал:
Выберите материал из списка -- Шифер (волнистые асбоцементные листы): Средний профиль (11 кг/м2) Шифер (волнистые асбоцементные листы): Усиленный профиль (13 кг/м2) Волнистые целлюлозно-битумные листы (6 кг/м2) Битумная (мягкая, гибкая) черепица (15 кг/м2) Из оцинкованной жести (6,5 кг/м2) Листовая сталь (8 кг/м2) Керамическая черепица (50 кг/м2) Цементно-песчаная черепица (70 кг/м2) Металлочерепица, профнастил (5 кг/м2) Керамопласт (5,5 кг/м2) Фальцевая кровля (6 кг/м2) Полимер-песчаная черепица (25 кг/м2) Ондулин (еврошифер) (4 кг/м2) Композитная черепица (7 кг/м2) Натуральный сланец (40 кг/м2) Указать вес 1 кв метра покрытия (? кг/м2)
кг/м 2
Введите параметры крыши (фото выше):
Ширина основания A (см)
Длина основания D (см)
Высота подъема B (см)
Длина боковых свесов С (см)
Длина переднего и заднего свеса E (см)
Стропила:
Шаг стропил (см)
Сорт древесины для стропил (см)
Рабочий участок бокового стропила (не обязательно) (см)
Расчёт обрешётки:
Ширина доски обрешётки (см)
Толщина доски обрешётки (см)
Расстояние между досками обрешётки
F (см)
Расчёт снеговой нагрузки (на фото ниже):
Выберите ваш регион
1 (80/56 кг/м2) 2 (120/84 кг/м2) 3 (180/126 кг/м2) 4 (240/168 кг/м2) 5 (320/224 кг/м2) 6 (400/280 кг/м2) 7 (480/336 кг/м2) 8 (560/392 кг/м2)
Расчёт ветровой нагрузки:
Ia I II III IV V VI VII
Высота до конька здания
5 м от 5 м до 10 м от 10 м
Тип местности
Открытая местность Закрытая местность Городские районы
Результаты расчетов
Угол наклона крыши: 0 градусов.
Угол наклона подходит для данного материала.
Угол наклона для данного материала желательно увеличить!
Угол наклона для данного материала желательно уменьшить!
Площадь поверхности крыши: 0 м 2 .
Примерный вес кровельного материала: 0 кг.
Количество рулонов изоляционного материала с нахлестом 10% (1x15 м): 0 рулонов.
Стропила:
Нагрузка на стропильную систему: 0 кг/м 2 .
Длина стропил: 0 см.
Количество стропил: 0 шт.
Обрешетка:
Количество рядов обрешетки (для всей крыши): 0 рядов.
Равномерное расстояние между досками обрешетки: 0 см.
Количество досок обрешетки стандартной длиной 6 метров: 0 шт.
Объем досок обрешетки: 0 м 3 .
Примерный вес досок обрешетки: 0 кг.
Регион снеговой нагрузки
Описание полей калькулятора
Сделать все расчеты перед началом работ по возведению крыши достаточно просто. Единственное, что требуется – это скрупулезность и внимательность, не следует также забывать о проверке данных, после завершения процесса.
Одним из параметров, без которого в процессе расчетов не обойтись будет общая площадь крыши. Следует изначально понимать что этот показатель представляет, для лучшего понимания всего процесса вычисления.
Имеются некоторые общие положения, которых рекомендуется придерживаться в процессе расчета:
- Первым делом определяется длина каждого из скатов. Эту величина равна промежуточному расстоянию между точками в самой верхней части (на коньке) и самой нижней (карниз).
- Вычисляя такой параметр необходимо учитывать все дополнительные кровельные элементы, например, свес и любого рода сооружения, которые добавляют объем.
- На этом этапе также должен быть определен материал, из которого будет конструироваться кровля.
- Не нужно учитывать при вычислениях площади элементы вентиляции и дымохода.
ВНИМАНИЕ!
Приведенные выше моменты применимы в случае с обычной крышей, имеющей два ската, но если план дома предполагает наличие мансарды или иную разновидность формы крыши, то расчеты рекомендуется проводить только с помощью специалиста.
Лучше всего вам поможет в расчетах калькулятор стропильной системы двухскатной крыши.
Расчет стропильной системы двухскатной крыши: калькулятор
Расчет параметров стропил
Отталкиваться в данном случае нужно от шага, который выбирается с учетом конструкции крыши индивидуально. На этот параметр влияет выбранный кровельный материал и общий вес крыши.
Варьировать такой показатель может от 60 до 100 см.
Чтобы вычислить количество стропил необходимо:
- Узнать длину ската;
- Разделить на выбранный параметр шага;
- К результату прибавить 1;
- Для второго ската, показатель умножить на два.
Следующий параметр для определения — это длина стропил. Для этого нужно вспомнить теорему Пифагора, по ней проводится данный расчет. Для формулы необходимы такие данные:
- Высота крыши. Эту величину выбирает каждый индивидуально в зависимости от необходимости обустраивать жилое помещение под крышей. Например, такая величина будет равняться 2 м.
- Следующая величина – это половина от ширины дома, в данном случае – 3м.
- Величина, которую необходимо узнать – это гипотенуза треугольника. Высчитав этот параметр, отталкиваясь от данных для примера, получается 3, 6 м.
Важно: к полученному результату длины стропил, следует прибавить 50-70 см с расчетом на запил.
Кроме того, следует определить какой ширины выбирать стропила для монтажа.
Стропила можно изготовить своими руками, как это сделать, вы можете прочитать .
Для такого параметра нужно учитывать:
Определение угла наклона
Можно для такого расчета исходить из материала кровли, который будет использоваться в дальнейшем, ведь у каждого из материалов имеются свои требования:
- Для размер угла ската должен быть более 22 градусов. Если угол будет меньше, то это сулит попаданием воды в зазоры;
- Для такой параметр должен превышать 14 градусов, в ином случае листы материала могут быть сорваны веером;
- Для угол 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 .
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
Расчет нагрузок на стропильную систему
Прежде, чем приступать к данному разделу расчетов, нужно рассмотреть всевозможные нагрузки на стропила. , что так же влияет на нагрузку. Виды нагрузок:
Виды нагрузки:
- Постоянный. Этот вид нагрузки ощутим стропилами постоянно, его оказывает конструкция кровли, материал, обрешетка, пленки и другие мелкие элементы системы. Средняя величина такого параметра равна 40-45 кг/м 2 .
- Переменный. Этот вид нагрузки зависит от климата и зоны расположения строения, поскольку его составляют осадки в данном регионе.
- Особый. Этот параметр актуален в том случае, если место расположения дома – это сейсмически активная зона. Но в большей части случаев хватает добавочной прочности.
Важно: лучше всего при расчете прочности сделать запас, для этого к полученной величине прибавляется 10%. Также стоит взять во внимание рекомендацию о том, что 1 м 2 не должен брать на себя вес, больше 50 кг.
Очень важно учесть и нагрузку, оказываемую ветром. Показатели этой величины можно взять из СНиПа в разделе «Нагрузки и воздействия».
- Узнать параметр веса снега. Варьирует в основном такой показатель от 80 до 320 кг/м 2 .;
- Умножить на коэффициент, который необходим для учета ветрового давления и аэродинамических свойств. Данная величина указана в таблице СНиП и применяется индивидуально. Источник СНиП 2.01.07-85. (в данном примере), которые потребуется закупить для строительства.
- Длина крыши в данном примере равна 10м. Чтобы узнать такой параметр, необходимо замерить длину конька;
- Длина стропила была вычислена и равняется 3,6м (+0,5-0,7м.) ;
- Исходя из этого, площадь одного ската будет равна – 41 м 2 . Общее значение площади – 82 м 2 , т.е. площадь одного ската, умноженная на 2.
- распространенный и простой вариант для обычных кровель, крепление катанкой;
- шпильки устанавливают в кладку;
- к стене крепиться через железобетонный армированный пояс со шпильками.
- Выполняют пропилы возле одной ноги и запил около другой. Устанавливают одну ногу в пропил другой и фиксируют болтом.
- Накладки устанавливают металлические или деревянные.
- В прогон с помощью врубок крепят болтами или гвоздями.
- постоянные нагрузки : вес самих стропильных конструкций и крыши,
- длительные нагрузки - снеговые и температурные нагрузки с пониженным расчетным значением (используются при необходимости учета влияния длительности нагрузок, при проверке на выносливость),
- переменное кратковременное влияние - снеговое и температурное воздействие по полному расчетному значению.
- Для крыш с крутыми склонами с углом более 60 градусов снеговые нагрузки не учитываются, Ks=0 (снег не скапливается на круто скатных крышах).
- Для крыш с углом от 25 до 60, коэффициент берется 0,7.
- Для остальных он равен 1.
- объем леса (м3), используемого в качестве обрешетки, умножается на плотность дерева (500 кг/м3)
- веса стропильной системы
- вес 1м2 кровельного материала
- вес 1м2 веса утеплителя
- вес 1м2 отделочного материала
- вес 1м2 гидроизоляции.
Для этого необходимо получившееся значение площади крыши разделить на площадь одного листа металлочерепицы.
Важно: не забывать про припуски для козырьков крыши в 0,5-0,7 м.
Кровельный набор
Заключение
Все расчеты лучше всего их несколько раз проверить во избежание ошибок. Когда этот кропотливый подготовительный процесс будет завершен, можно смело приступать к закупке материала и подготавливать его в соответствии с полученными размерами.
После этого процесс монтажа крыши будет простым и быстрым. А в расчетах вам поможет наш калькулятор двухскатной крыши.
Полезное видео
Видео-инструкция по пользованию калькулятором:
Вконтакте
Система стропил двускатной кровли - это конструкция довольно простая и доступна для обустройства своими руками даже домашним строителям. Необходимо только предварительно сделать расчет стропильной системы двускатной крыши, познакомиться с этапами и способами ее возведения, подсчитать требуемые материалы для монтажа. Во время расчетов необходимо учитывать, что у двускатной кровли несущая способность будет зависеть от воздействия на нее нагрузок от веса материалов, снега, ветра.
Чтобы процесс установка стропил двухскатной крыши своими руками дался вам максимально просто, ниже описана пошаговая и подробная инструкция по монтажу.
Основные требования к материалам
Для установки стропильной системы наилучшим вариантом является выбор пиломатериалов из хвойной древесины - лиственницы, ели или сосны, I — III сорта.
Делается из бруса или досок II сорта, для стропил материал используется не ниже II сорта, обрешетка изготавливается из пиломатериала II-III сорта, для прогонов и стоек используется материал II сорта, это будет зависеть от особенностей кровли. На подкладки и накладки можно использовать материал III сорта. Затяжки и ригели делаются из материала I сорта.
Пиломатериал хранить необходимо под навесом , обеспечивая защиту от влаги и солнца. Для складирования площадку необходимо выровнять, для вентиляции переложить пиломатериал подкладками.
Для конструкции стропильной системы двускатной крыши будут необходимы крепежные элементы: пластины, стяжки, болты с гайками и шайбами, шпильки, монтажная лента, саморезы с прокладками ЕРДМ с толщиной 2,9 мм, оцинкованные кронштейны.
Кронштейны используются для крепежа мауэрлата , их крепят саморезами или гвоздями. КР уголки препятствуют смещению стропил и необходимы для крепежа к мауэрлату стропил. Весь материал для крепежа обязан иметь защиту от коррозии и быть изготовлен из качественного материала.
Инструменты
Для установки системы стропил двускатной кровли будет необходим такой набор инструментов:
В целях безопасности весь инструмент на крыше необходимо содержать в специальной сумке.
Разновидности для двускатной крыши стропильных систем
Насланная стропильная система
Опирается на стойки и мауэрлат, которые установлены на внутреннюю стену, с равным шагом стропилам. Дополнительно для придания жесткости устанавливают подкосы при пролетах более 6 м .
Висячие стропила
Если дом небольшой ширины, то можно сделать установку систем стропил, когда они без промежуточных опор опираются на стены или мауэрлат. Максимальная ширина - 10 метров. В некоторых случаях эти крыши можно ставить без мауэрлата. Стропильная система ставится на стену с применением прокладок, в этом варианте на стропила действует изгибающий момент.
Для того чтобы разгрузить, устанавливают металлические или деревянные накладки . Они прочно фиксируют угол. Для висячей стропильной системы большего пролета устанавливают подкосы и бабку. Стропило для висячих систем ставят большего сечения, и выбирают пиломатериал не ниже III сорта.
Расчет системы стропил
Приблизительный расчет нагрузки от ветра и снега производится по табличным значениям СНиП с учетом температурной зоны и высоты здания. Нагрузка от снега равняется его весу, помноженного на коэффициент, который зависит от уклона ската. Все данные расчеты производят при проектировании.
А если делается монтаж стропильной системы двускатной крыши для небольшого здания, и нет проекта? Необходимо посмотреть на строительство такого же здания по соседству, сделанного по проекту, по площади крыши одинаковой с вашим сооружением. Система стропил двускатной крыши будет являться образцом.
Также можно использовать онлайн-калькулятор для двускатной крыши, он сможет помочь вам рассчитать предельную нагрузку на кровлю, необходимое количество обрешетки, углы наклона стропил, а также материалы, которые потребуются для строительства кровли этого типа при заданных размерах. На калькуляторе вы сможете рассчитать кровлю из таких часто используемых материалов, как ондулин, шифер, металлочерепица, битумная, цементно-песчаная и керамическая черепица, и иных кровельных материалов.
Размеры бруса для стропила
Конек укладывается на верхней точке, он необходим для соединения стропил. Высота конька будет зависеть от наклона крыши. Выбор материала покрытия влияет на наклон. Минимальный уклон следующий:
Оптимальный угол 30-40 градусов наклона создает быстрый сброс снега и воды. В районах с сильными ветрами, крышу делают пологой, и в этом случае угол уклона находится в диапазоне 25-40 градусов.
Кровля не заканчивается на уровне стен, ее нужно продлить наружу на 50 см. В этом случае вода не заливается фундамент и не попадает на стену.
Пошаговая установка конструкции системы стропил двускатной кровли
Система стропил двускатной кровли состоит из таких элементов:
Монтаж мауэрлата
Мауэрлат равномерно распределяет нагрузку на стены дома, его монтаж выполняется несколькими способами:
Для чего используют брус сечением 10×10 см,15×15 см или 20×20 см. Какое подбирать сечение, будет зависеть от покрытия кровли и ее размеров. Мауэрлат по длине стыкуют, для чего нужно сделать запил длиной 50 см, по 10 см, уложить бруски и зафиксировать шпильками.
Мауэрлат в углах связывают в полбруса врубками, фиксируют болтами или скобами. Мауэрлат у деревянных сооружений – это последний венец. На стенах из кирпича нужно сделать армированный монолитный железобетонный пояс, размером 40×30 см. По поясу для крепления установить штыри с резьбой в диаметре 12 мм, через каждые 1,2 см.
В мауэрлате для двускатной кровли необходимо просверлить отверстия размером 12 мм , уложить его так, чтобы штыри попали в отверстия. Затянуть сверху гайками. Под брусок предварительно укладываем несколько слоев толя или рубероида. С внешней стороны стены нужно заложить мауэрлат кирпичом. Укладку мауэрлата делают на основание ровное, по вертикали и горизонтали. Необходимо проверить диагонали и уровнем определить горизонтальность поверхности. Если необходимо, то выровнять подкладками.
Инструкция монтажа стоек, лежней, затяжек, подкосов и стропил двускатной крыши
Монтаж системы стропил двускатной кровли своими руками производится в таком порядке:
Стропильные ноги друг с другом соединяются на коньке . Опишем наиболее распространенные узлы соединения системы стропил:
Монтаж обрешетки своими руками
Обрешетка обустраивается по стропилам кровли. Она требуется для распределения на стропила нагрузки от снега и кровельного материала, а также служит в качестве воздушного зазора между стропильной системой и кровлей.
Конструкция обрешетки будет зависеть от используемого кровельного материала:
В качестве пиломатериала для изготовления обрешетки обычно выбирают сосну первого сорта. Ширину рекомендуется брать не более 15 см. При большей ширине доски могут деформироваться и повредить настил кровли. Длина гвоздей должна в 3 раза быть больше толщины обрешетки. Доски укладывают вдоль конька.
Сплошную обрешетку делают по скату крыши . Первым слоем укладывают доску вдоль конька, от нее с шагом 50-100 см следующую и затем все повторяют. Следующим слоем нужно стелить обрешетку по направлению вдоль стропил. Соединения между досками делаются в разбежку и только на стропилах. Гвоздь в древесину утапливается с головкой полностью.
Карнизные свесы
Карнизные свесы нужно сделать для защиты от атмосферных осадков, эти элементы выполняют эстетическую роль. Их нужно установить плотно без щелей. Это завершающий этап по обустройству двускатной кровли.
Фронтон
Двускатная крыша имеет два фронтона
, которые выглядят в форме треугольника, с вершиной возле конька, при этом со скатами кровли боковые стороны должны совпадать. Фронтоны ограждают чердачное помещение и поддерживают стропила, придают устойчивость кровли и защищают от осадков и ветра.
В деревянных конструкциях фронтон делается каркасным. В кирпичных конструкциях, из кирпича или каркасными. Фронтоны из газоблока или кирпича, делаются раньше устройства крыши и при этом требуют довольно точного исполнения. Каркасные фронтоны устанавливаются в подготовленный проем, когда уже собрана стропильная система.
Каркас изготавливают из досок или брусков . Все части каркаса соединяют в пол дерева или на шипах, все закрепляется гвоздями. Обшивают, прибивая сайдинг, вагонку или доски, соблюдая в отделке фасада дома колористку. Для обустройства проема окна, под него нужно сделать по размерам дополнительный каркас. Когда чердак утепленный, то фронтон также необходимо утеплить. Утеплитель нужно заложить в середину каркаса. Утеплитель используется минераловатный с низкой горючестью. С внешней стороны обивают каркас ветрозащитной мембраной или гидро-ветрозащитной пленкой, под отделочный материал с внутренней стороны прибивают паронепроницаемую мембрану или паронепроницаемую пленку.
Подводя итог
Как видно, невзирая на кажущуюся простоту и легкость, план стропил двускатной крыши содержит в себе множество различных подводных камней. Однако, опираясь на приведенные выше рекомендации и способы монтажа, вы без проблем сможете соорудить своими руками надежную конструкцию.
Хотите произвести расчет стропильной системы быстро, без изучения теории и с достоверными итогами? Воспользуйтесь онлайн калькулятором на сайте!
Вы можете себе представить человека без костей? Точно так же скатная крыша без стропильной системы больше похожа на строение из сказки про трех поросят, которую запросто сметет природной стихией. Крепкая и надежная система стропил - залог долговечности конструкции крыши. Чтобы качественно сконструировать систему стропил, необходимо учесть и спрогнозировать основные факторы, влияющие на прочность конструкции.
Принять во внимание все изгибы крыши, поправочные коэффициенты на неравномерное распределение снега по поверхности, снос снега ветром, уклон скатов, все аэродинамические коэффициенты, силы воздействия на конструктивные элементы крыши и так далее - рассчитать все это максимально приближенно к реальной ситуации, а также учесть все нагрузки и искусно собрать их сочетания - задача не из легких.
Если хотите разобраться досконально - список полезной литературы приведен в конце статьи. Конечно, курс сопромата для полного понимания принципов и безукоризненного расчета стропильной системы в одну статью не уместить, поэтому приведем основные моменты для упрощенной версии расчета .
Классификация нагрузок
Нагрузки на стропильную систему классифицируются на:
1) Основные :
2) Дополнительные - ветровое давление, вес строителей, гололедные нагрузки.
3) Форс-мажорные - взрывы, сейсмоактивность, пожар, аварии.
Для осуществления расчета стропильной системы принято рассчитывать предельные нагрузки, чтобы затем, исходя из подсчитанных величин, определить параметры элементов стропильной системы, способных выстоять против этих нагрузок.
Расчет стропильной системы скатных крыш производится по двум предельным состояниям:
a) Предел, при котором происходит разрушение конструкции. Максимально возможные нагрузки на прочность конструкции стропил должны быть меньше предельно допустимых.
b) Предельное состояние, при котором возникают прогибы и деформация. Возникающий прогиб системы при нагрузке должен быть менее предельно возможного.
Для более простого расчета применяется только первый способ.
Расчет снеговых нагрузок на крышу
Для подсчета снеговой нагрузки используют такую формулу: Ms = Q x Ks x Kc
Q - вес снегового покрова, покрывающий 1м2 плоской горизонтальной поверхности крыши. Зависит от территории и определяется по карте на рисунке № X для второго предельного состояния - расчет на прогиб (при расположении дома на стыке двух зон, выбирается снеговая нагрузка с большим значением).
Для прочностного расчета по первому типу величина нагрузки выбирается соответсвенно району проживания по карте (первая цифра в указанной дроби - числитель), либо берется из таблицы №1:
Первое значение в таблице измеряется в кПа, в скобках нужная переведенная величина в кг/м2.
Ks - поправочный коэффициент на угол наклона кровли.
Угол наклона крыши можно определить онлайн калькулятором крыши соответствующего типа.
Kc - коэффициент ветрового сноса снега с крыш. При условии пологой крыши с углом ската 7-12 градусов в районах на карте со скоростью ветра 4 м/с, Kc принимается = 0.85. На карте отображено районирование по скорости ветра.
Коэффициент сноса Kc не учитывается в районах с январской температурой теплее -5 градусов, так как на крыше образуется ледяная корка, и сдува снега не происходит. Не учитывается коэффициент и в случае закрытия здания от ветра более высокой соседней постройкой.
Снег ложится неравномерно. Зачастую с подветренной стороны формируется так называемый снеговой мешок, особенно в местах стыков, изломов (ендова). Следовательно, если вы хотите прочную крышу, делайте шаг стропил минимальным в этом месте, также внимательно относитесь к рекомендациям производителей кровельного материала - снег может обломить свес, если он неправильных размеров.
Напоминаем, что расчет, приведенный выше, предложен вашему вниманию в упрощенной форме. Для более надежного расчета советуем умножить результат на коэффициент надежности по нагрузке (для снеговой нагрузки = 1,4).
Расчет ветровых нагрузок на стропильную систему
С давлением снега разобрались, теперь перейдем к расчетам ветрового влияния.
В независимости от угла ската, ветер сильно воздействует на крышу: крутоскатную кровлю старается сбросить, более плоскую кровлю - поднять с подветренной стороны.
Для расчета нагрузки ветра во внимание принимают его горизонтальное направление, при этом он дует двунаправленно: на фасад и на крышной скат. В первом случае поток разбивается на несколько - часть уходит вниз к фундаменту, часть потока по касательной снизу вертикально давит на свес крыши, пытаясь ее поднять.
Во втором случае, воздействуя на скаты крыши, ветер давит перпендикулярно скату, вдавливая его; также образуется завихрение по касательной с наветренной стороны, огибая конек и превращаясь в подъемную силу уже с подветренной стороны, в связи с разницей в давлении ветра с обеих сторон.
Для подсчета усредненной ветровой нагрузки используют формулу
Mv = Wo x Kv x Kc x коэффициент прочности ,
где Wo - нагрузка ветровая давления, определяемая по карте
Kv - коэффициент поправки ветрового давления, зависящий от высоты здания и местности.
Kc - аэродинамический коэффициент, зависит от геометрии конструкции крыши и направления ветра. Значения отрицательные для подветренной стороны, положительные для наветренной
Для односкатной крыши необходимо взять коэффициент из таблицы для Ce1.
Для упрощения расчета значение C проще взять максимальным, равным 0,8.
Расчет собственного веса, кровельного пирога
Для расчета постоянной нагрузки нужно рассчитать вес кровли (кровельного пирога -смотрите на рисунке X ниже) на 1 м2, полученный вес нужно умножить на поправочный коэффициент 1,1 - такую нагрузку стропильная система должна выдерживать в течение всего срока эксплуатации.
Вес кровли складывается из:
Все эти параметры легко получить уточнив эти данные у продавца, либо посмотреть на этикетке основные характеристики: м3, м2, плотность, толщина, - произвести простые арифметические операции.
Пример: для утеплителя плотностью в 35 кг/м3, упакованного рулоном толщиной 10 см или 0,1 м, длиной 10м и шириной 1.2м, вес 1 м2 будет равен (0.1 х 1.2 х 10) х 35 / (0.1 х 1.2) = 3.5 кг/м2. Вес остальных материалов можно рассчитать по тому же принципу, только не забывайте сантиметры в метры переводить.
Чаще всего нагрузка кровли на 1 м2 не превышает 50 кг, поэтому при расчетах закладывают именно эту величину помноженную на 1.1, т.е. используют 55 кг/м2, которая сама по себе взята запасом.
Еще данные можно взять из таблицы ниже:
10 - 15 кг/м² |
|
Керамическая черепица | 35 - 50кг/м² |
Цементно-песчаная черепица | 40 - 50 кг/м² |
Битумная черепица | 8 - 12 кг/м² |
Металлочерепица | |
Профнастил | |
Вес чернового настила | 18 - 20 кг/м² |
Вес обрешётки | 8 - 12 кг/м² |
Вес стропильной системы | 15 - 20 кг/м² |
Собираем нагрузки
По упрощенному варианту теперь необходимо сложить все найденные выше нагрузки простым суммированием, мы получим итоговую нагрузку в килограммах на 1 м2 крыши.
Расчёт стропильной системы
После сбора основных нагрузок можно уже определить основные параметры стропил.
приходится на каждую стропильную ногу в отдельности, переводим кг/м2 в кг/м.Считаем по формуле: N = шаг стропил x Q , где
N - равномерная нагрузка на стропильную ногу, кг/м
шаг стропил - расстояние между стропилами, м
Q - рассчитанная выше итоговая нагрузка на крышу, кг/м²
Из формулы ясно, что изменением расстояния между стропилами можно регулировать равномерную нагрузку на каждую стропильную ногу. Обычно шаг стропил находится в диапазоне от 0,6 до 1,2 м. Для крыши с утеплением при выборе шага разумно ориентироваться на параметры листа утеплителя.
Вообще при определении шага установки стропил лучше исходить из экономических соображений: высчитать все варианты расположения стропил и выбрать самый дешевый и оптимальный по количественному расходу материалов для стропильной конструкции.
- Расчет сечения и толщины стропильной ноги
В строительстве частных домов и коттеджей, при выборе сечения и толщины стропила, руководствуются таблицей приведенной ниже (сечение стропила указано в мм). В таблице усредненные значения для территории России, а также учтены размеры строительных материалов, представленных на рынке. В общем случае, этой таблицы достаточно для того, чтобы определить, какого сечения нужно приобретать лес.
Однако, не следует забывать, что размеры стропильной ноги зависят от конструкции стропильной системы, качества используемого материала, постоянных и переменных нагрузок оказываемых на кровлю.
На практике при постройке частного жилого дома чаще всего используют для стропил доски сечением 50х150 мм (толщина x ширина).
Самостоятельный расчет сечения стропил
Как уже упоминалось выше, стропила рассчитываются по максимальной нагрузке и на прогиб. В первом случае учитывают максимальный момент изгиба, во втором - сечение стропильной ноги проверяется на устойчивость прогибу на самом длинном участке пролета. Формулы достаточно сложные, поэтому мы выбрали для вас упрощенный вариант.
Толщину сечения (или высоту) рассчитаем по формуле:
a) Если угол крыши < 30°, стропила рассматриваются как изгибаемые
H ≥ 8,6 x Lm x √(N / (B x Rизг))
b) Если уклон крыши > 30°, стропила изгибаемо-сжатые
H ≥ 9,5 x Lm x √(N / (B x Rизг))
Обозначения:
H, см
- высота стропила
Lm, м
- рабочий участок самой длинной стропильной ноги
N
,
кг/м
- распределённая нагрузка на стропильную ногу
B, см
- ширина стропила
Rизг
, кг/см²
- сопротивление древесины изгибу
Для сосны и ели Rизг в зависимости от сорта древесины равен:
Важно проверить, не превышает ли прогиб разрешенной величины.
Величина прогиба стропил должна быть меньше L/200 - длина проверяемого наибольшего пролета между опорами в сантиметрах деленная на 200.
Это условие верно при соблюдении следующего неравенства:
3,125 x N x (Lm )³ / (B x H ³) ≤ 1
N (кг/м) - распределённая нагрузка на погонный метр стропильной ноги
Lm (м) - рабочий участок стропильной ноги максимальной длинны
B (см) - ширина сечения
H (см) - высота сечения
Если значение выходит больше единицы, необходимо увеличить параметры стропила B или H .
Используемые источники:
- СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия с последними изменениями 2008г.
- СНиП II-26-76 «Кровли»
- СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции»
- СНиП 3.04.01-87 «Изоляционные и отделочные покрытия»
- А.А.Савельев «Стропильные системы» 2000 г.
- К-Г.Гётц, Дитер Хоор, Карл Мёлер, Юлиус Наттерер «Атлас деревянных конструкций»
Простой онлайн калькулятор расчета двухскатной крыши дома сделает расчет стропил, расчет стропильной системы двухскатной крыши, расчет площади крыши, расчет обрешетки, расчет кровельного листа, расчет материала на крышу.
Дом с двускатной крышей. Устройство двухскатной крыши дома
Самой экономичной в финансовом плане среди скатных крыш считается двускатная крыша, двухскатную крышу своими руками может изготовить строитель, который не имеет специального образования и навыков. Конструкция крыши дома будет зависеть от цели использования площади второго этажа, как чердака или же в качестве жилого пространства – мансарды. Разное назначение – разное сечение стропил, их обработка и утепление кровли.
Двускатная мансардная крыша требует наличие дымоходов в комнатах мансарды, туалетные ванные комнаты должны находиться над нежилыми зонами, исключая и зону кухню. Также нужно обрабатывать деревянные брусья антисептическими и огнезащитными растворами, защищая от плесени и возгорания. Следовательно, стоимость двухскатной крыши возрастает, если второй этаж дома делать жилым.
Чертеж двухскатной крыши
Программа для расчета крыши нарисует чертеж двускатной крыши дома
рассчитает точное количество строительных материалов для стропильной системы и кровли. Начните расчет крыши сейчас!
Стропильная система - это основная часть крови, которая воспринимает все нагрузки, действующие на крышу, и противостоит им. Чтобы обеспечить качественное функционирование стропил, требуется правильный расчёт параметров.
Как рассчитать стропильную систему
Чтобы сделать расчёт применяемых в стропильной системе материалов своими силами, представлены упрощённые расчётные формулы с целью повысить прочность элементов системы. Данное упрощение увеличивает количество применяемых материалов, но если крыша имеет небольшие габариты, то такое увеличение будет незаметным. Формулы позволяют рассчитать следующие виды крыш:
- односкатные;
- двускатные;
- мансардные.
Видео: расчёт стропильной системы
Расчёт нагрузки на стропила двускатной крыши
Для постройки наклонной кровли необходим несущий прочный каркас, к которому будут крепиться все остальные элементы. При разработке проекта выполняется расчёт требуемой длины и площади поперечного сечения стропильного бруса и других частей стропильной системы, на которые будут действовать переменная и постоянная нагрузки.
Для расчёта системы нужно учитывать особенности местного климата Нагрузки, которые действуют постоянно:
- масса всех элементов конструкции крыши, таких, как кровельный материал, обрешётка, гидроизоляция, теплоизоляция, внутренняя обшивка чердака или мансарды;
- масса оборудования и различных предметов, которые крепятся стропилам внутри чердака или мансарды.
Переменные нагрузки:
- нагрузка, создаваемая ветром и выпавшими осадками;
- масса работника, который выполняет ремонт или очистку.
К переменным нагрузкам также относятся сейсмическая нагрузка и другие виды особых нагрузок, которые предъявляют дополнительные требования к конструкции кровли.
От ветровой нагрузки зависит угол наклона ската В большинстве областей Российской Федерации остро стоит проблема снеговой нагрузки - стропильная система должна воспринимать выпавшую массу снега без деформации конструкции (требование наиболее актуально к односкатным крышам). При уменьшении угла наклона крыши снеговая нагрузка возрастает. Обустройство односкатной крыши с близким к нулевому углом наклона требует установку стропил, имеющих большую площадь поперечного сечения, с маленьким шагом. Также постоянно потребуется выполнять её очистку. Это относится и к крышам с углом наклона до 25 о.
Снеговая нагрузка рассчитывается по формуле: S = Sg × µ, где:
- Sg - масса снегового покрова на плоской горизонтальной поверхности размером 1 м 2 . Значение определяется согласно таблицам в СНиП «Стропильные системы» исходя из требуемой местности, в которой ведётся строительство;
- µ — коэффициент, учитывающий угол наклона ската кровли.
При угле наклона до 25 0 значение коэффициента составляет 1,0, от 25 о до 60 о - 0,7, свыше 60 о - значение снеговых нагрузок в расчётах не участвует.
Количество осадков влияет на расчёт крыши Ветровая нагрузка рассчитывается по формуле: W = Wo × k, где:
- Wo - величина ветровой нагрузки, определяемая согласно табличным значениям, учитывая характер местности, где ведётся строительство;
- k - коэффициент, который учитывает высоту постройки и характер местности.
При высоте постройки, равной 5 м, значение коэффициентов составляет kА=0,75 и kБ=0,85, 10 м - kА=1 и kБ=0,65, 20 м - kА=1,25 и kБ=0,85.
Сечение стропила на крышу
Рассчитать размер стропильного бруса не составляет труда, если учесть следующий момент - кровля это система треугольников (относится ко всем видам кровли). Располагая габаритными размерами здания, значением угла наклона крыши или высоты конька и используя теорему Пифагора, определяется размер длины стропил от конькового бруса до наружного края стены. К этому размеру прибавляется длина карниза (в случае, когда стропила выступают за стену). Иногда карниз делается за счёт монтажа кобылок. Рассчитывая площадь крыши, значения длин кобылок и стропил суммируются, что позволяет вычислить необходимое количество кровельного материала.
Сечение бруса для стропил зависит от многих параметров Для определения сечения применяемого бруса при возведении любого типа кровли, в соответствии с требуемой длиной стропила, шагом его установки и другими параметрами, лучше всего применять справочники.
Диапазон размеров стропильного бруса лежит в пределах от 40х150 до 100х250 мм. Длина стропила определяется углом наклона и расстоянием между стенами.
Увеличение наклона крыши влечёт за собой увеличение длины стропильного бруса, и, соответственно, увеличение площади поперечного сечения бруса. Это необходимо для того, чтобы обеспечить необходимую прочность конструкции. В то же время уровень снеговой нагрузки снижается, а это значит, что устанавливать стропила можно с большим шагом. Но увеличивая шаг, вы увеличиваете общую нагрузку, которая будет воздействовать на стропильный брус.
Делая расчёт, обязательно учитывайте все нюансы, такие, как влажность, плотность и качество пиломатериалов, если строится кровля из дерева, толщину применяемого проката - если кровля из металла.
Основной принцип расчётов заключается в следующем - величина нагрузки, действующей на крышу, определяет размер сечения бруса. Чем больше сечение, тем прочнее конструкция, но тем больше и её общая масса, а соответственно больше нагрузка на стены и фундамент здания.
Как вычислить длину стропил двускатной крыши
Жёсткость конструкции стропильной системы является обязательным требованием, и её обеспечение исключает прогиб при воздействии нагрузок. Стропила прогибаются в случае допущенных ошибок в расчётах конструкции и величины шага, с которым устанавливается стропильный брус. В случае, когда данный дефект выявлен после окончания работ, необходимо укрепить конструкцию с помощью подкосов, тем самым вы увеличите её жёсткость. При длине стропильного бруса более 4,5 м применение подкосов является обязательным, так как прогиб будет образовываться в любом случае под воздействием собственного веса бруса. Данный фактор обязательно принимается во внимание при выполнении расчётов.
Длина стропил зависит от месторасположения их в системе Определение расстояния между стропилами
Стандартный шаг, с которым выполняется установка стропил в жилом доме, составляет порядка 600–1000 миллиметров. На его величину влияет:
Не рекомендуется искусственно уменьшать или увеличивать шаг стропил Определение необходимого числа стропил происходит с учётом шага, с которым они будут устанавливаться. Для этого:
- Выбирается оптимальный шаг установки.
- Длина стены делится на выбранный шаг и к полученному значению прибавляется единица.
- Полученное число округляется до целого.
- Повторно делится длина стены на полученное число, тем самым определяется нужный шаг монтажа стропил.
Площадь стропильной системы
При вычислении площади двускатной крыши требуется учитывать такие факторы:
- Суммарную площадь, которая состоит из площади двух скатов. Исходя из этого определяют площадь одного ската и полученное значение умножают на число 2.
- В случае, когда размеры скатов различаются между собой, площадь каждого ската находится индивидуально. Суммарная площадь вычисляется сложением полученных значений для каждого ската.
- В случае, когда один из углов ската больше или меньше 90 о, для того чтобы определить площадь ската, его «разбивают» на простые фигуры и вычисляют их площадь по отдельности, а затем складывают полученные результаты.
- При вычислении площади не учитывается площадь дымоходных труб, окон и вентиляционных каналов.
- Учитывается площадь фронтонных и карнизных свесов, парапетов и брандмауэрных стен.
Расчёт стропильной системы зависит от типа крыши Например, дом имеет длину 9 м и ширину 7 м, стропильный брус имеет длину 4 м, свес карниза - 0,4 м, свес фронтона - 0,6 м.
Значение площади ската находится по формуле S = (L дд +2×L фс) × (L c +L кс), где:
- L дд – длина стены;
- L фс – длина свеса фронтона;
- L c – длина стропильного бруса;
- L кс – длина свеса карниза.
Получается, что площадь ската равна S = (9+2×0,6) × (4+0,4) = 10,2 × 4,4 = 44,9 м 2 .
Суммарная площадь крыши составляет S = 2 × 44,9 = 89,8 м 2 .
Если в качестве кровельного материала используется черепица или мягкое покрытие в рулонах, то длина скатов станет на 0,6–0,8 м меньше.
Размер двускатной кровли рассчитывают с целью определения требуемого количества кровельного материала. С увеличением угла наклона крыши увеличивается и расход материала. Запас должен составлять порядка 10–15%. Он обусловлен укладкой внахлёст. Для определения точного количества материала с учётом наклона скатов лучше всего использовать справочники.
Видео: стропильная система двускатной крыши
Как рассчитать длину стропил вальмовой крыши
Несмотря на разнообразие типов крыш, их конструкция состоит из одних и тех же элементов стропильной системы. Для крыш вальмового типа:
Видео: стропильная система вальмовой крыши
Что влияет на угол наклона стропил
Например, наклон односкатной кровли равен порядка 9–20 о, и зависит от:
- типа кровельного материала;
- климата в регионе;
- функциональных свойств строения.
В случае, когда у кровли имеется два, три или четыре ската, то кроме географии строительства влияние будет оказывать и назначение чердачного помещения. Когда назначение чердака будет состоять в хранении различного имущества, то большая высота не требуется, а в случае использования в качестве жилого помещения потребуется оборудование высокой крыши с большим углом наклона. Отсюда и вытекает:
- внешний вид фасадной части дома;
- применяемый материал кровли;
- влияние погодных условий.
Естественно, что для местности с сильным ветром оптимальным выбором будет крыша с малым углом наклона - для снижения ветровой нагрузки на конструкцию. Это относится и к регионам с жарким климатом, где зачастую количество осадков минимально. В областях с большим количеством осадков (снег, град, дождь) требуется максимальный угол наклона кровли, который может составлять до 60 о. Такая величина угла наклона минимизирует снеговую нагрузку.
Угол наклона ската любой крыши во многом зависит от особенностей климата В итоге для правильного расчёта угла наклона кровли требуется учитывать все вышеуказанные факторы, поэтому расчёт будет вестись в диапазоне величин от 9 о до 60о. Очень часто результат расчётов показывает, что идеальный угол наклона лежит в пределах от 20 о до 40 о. При этих значениях допускается применение почти всех типов кровельных материалов - профнастила, металлочерепицы, шифера и прочих. Но следует учесть, что каждый кровельный материал также имеет свои требования к конструкции крыш.
Не имея в распоряжении размеров стропил нельзя начать возведение крыши. Отнеситесь к данному вопросу со всей серьёзностью. Не ограничивайтесь только расчётами стропильной системы, выбором её конструкции и определением действующих нагрузок. Строительство дома является цельным проектом, в котором все взаимосвязано. Ни в коем случае не следует рассматривать по отдельности такие элементы, как фундамент, несущая конструкция стен, стропила, кровля. Качественный проект обязательно учитывает все факторы комплексно. И если планируется строительство жилья для собственных нужд, то лучшим решением станет обращение к специалистам, которые решат насущные вопросы и выполнят проектирование и строительство без ошибок.
