Стропила расчет и виды крыш

Как рассчитать стропила на крышу: простая инструкция на доступном примере

Правильный расчет элементов кровельного каркаса — это не так сложно, как может показаться: читайте дальше и узнайте, как все сделать самому

Планируете сделать стропила на двухскатную крышу, но не знаете, как правильно рассчитать их основные параметры? Не беда, я подробно расскажу, как рассчитать стропила на примере кровли малоэтажного дома в московской области, с учётом климатических особенностей этого региона. В итоге вы сможете правильно определить нагрузки, которые будут действовать на крышу, и подобрать те стропила, которые выдержат эти нагрузки.

Как устроена стропильная система

На схеме показаны основные конструктивные элементы кровельного каркаса

Стропильная система выполняет функцию несущего каркаса, поверх которого крепится обрешетка и настилается кровельный материал. Нагрузка от кровельной конструкции посредством стропил передается на несущие стены дома.

Современная стропильная система состоит из следующих конструктивных элементов:

  • Прогон. Горизонтальная балка формирует линию конька и служит для соединения стропильных ног;
  • Стропила (стропильные ноги). Диагонально расположенные балки одним концом крепятся на прогоне, а другим на мауэрлате;
  • Мауэрлат. Составная часть нижней обвязки — брус, выложенный поверх несущих стен, удерживает на себе край стропил;
  • Стойка. Вертикальная балка, установленная на лежне, подпирает коньковый прогон;
  • Нарожник. Короткое промежуточное стропило применяется в конструкции вальмовых кровель;
  • Подкос. Диагональная распорка подпирает стропило в промежуточной его части;
  • Шпренгель. Горизонтальная растяжка служит для крепления между собой элементов нижней обвязки.

Какие стропила выбрать для самостоятельной сборки

Иллюстрации Варианты стропил для самостоятельной сборки
Односкатная система. Это очень простая конструкция, в которой стропильные фермы сформированы не двумя диагональными стропилами, а одной диагональной балкой и вертикальной стойкой. Простота односкатной крыши существенно упрощает и расчет системы, и ее монтаж.

На схеме показано как с увеличением длины стропила для компенсации механических воздействий применяются горизонтальные вертикальные и диагональные распорки.

Двускатная система. В отличии от односкатной системы, здесь в обе стороны расходятся симметричные висячие или наслонные стропила, скреплённые между собой на коньковом прогоне.

Установка систем с двумя ровными симметричными скатами для отечественного частного сектора считается традиционной. Двускатная ломаная система. На схеме показана стропильная ферма с двумя скатами. Но в основе системы применены не диагональные балки, а прямоугольная коробка, вокруг которой закреплены верхние и нижние деревянные стропила.

Рассчитать и построить такую систему сложнее, чем сделать стропила для прямых скатов. Но такая крыша имеет преимущество — в ней можно устроить мансарду.

Основы проектирования стропил

Сила ветра — это лишь один из многих видов механического воздействия на кровлю дома, но каким может быть ущерб при неправильных расчетах!

Источник: obustroeno.com

Как рассчитать стропила на крышу: простая инструкция на доступном примере

Правильный расчет элементов кровельного каркаса — это не так сложно, как может показаться: читайте дальше и узнайте, как все сделать самому

Планируете сделать стропила на двухскатную крышу, но не знаете, как правильно рассчитать их основные параметры? Не беда, я подробно расскажу, как рассчитать стропила на примере кровли малоэтажного дома в московской области, с учётом климатических особенностей этого региона. В итоге вы сможете правильно определить нагрузки, которые будут действовать на крышу, и подобрать те стропила, которые выдержат эти нагрузки.

Как устроена стропильная система

На схеме показаны основные конструктивные элементы кровельного каркаса

Стропильная система выполняет функцию несущего каркаса, поверх которого крепится обрешетка и настилается кровельный материал. Нагрузка от кровельной конструкции посредством стропил передается на несущие стены дома.

Современная стропильная система состоит из следующих конструктивных элементов:

  • Прогон. Горизонтальная балка формирует линию конька и служит для соединения стропильных ног;
  • Стропила (стропильные ноги). Диагонально расположенные балки одним концом крепятся на прогоне, а другим на мауэрлате;
  • Мауэрлат. Составная часть нижней обвязки — брус, выложенный поверх несущих стен, удерживает на себе край стропил;
  • Стойка. Вертикальная балка, установленная на лежне, подпирает коньковый прогон;
  • Нарожник. Короткое промежуточное стропило применяется в конструкции вальмовых кровель;
  • Подкос. Диагональная распорка подпирает стропило в промежуточной его части;
  • Шпренгель. Горизонтальная растяжка служит для крепления между собой элементов нижней обвязки.

Какие стропила выбрать для самостоятельной сборки

Иллюстрации Варианты стропил для самостоятельной сборки
Односкатная система. Это очень простая конструкция, в которой стропильные фермы сформированы не двумя диагональными стропилами, а одной диагональной балкой и вертикальной стойкой. Простота односкатной крыши существенно упрощает и расчет системы, и ее монтаж.

На схеме показано как с увеличением длины стропила для компенсации механических воздействий применяются горизонтальные вертикальные и диагональные распорки.

Двускатная система. В отличии от односкатной системы, здесь в обе стороны расходятся симметричные висячие или наслонные стропила, скреплённые между собой на коньковом прогоне.

Установка систем с двумя ровными симметричными скатами для отечественного частного сектора считается традиционной. Двускатная ломаная система. На схеме показана стропильная ферма с двумя скатами. Но в основе системы применены не диагональные балки, а прямоугольная коробка, вокруг которой закреплены верхние и нижние деревянные стропила.

Рассчитать и построить такую систему сложнее, чем сделать стропила для прямых скатов. Но такая крыша имеет преимущество — в ней можно устроить мансарду.

Основы проектирования стропил

Сила ветра — это лишь один из многих видов механического воздействия на кровлю дома, но каким может быть ущерб при неправильных расчетах!

Источник: obustroeno.com

Как сделать стропила на крышу: подбор шага и сечения

Возведение каркаса крыши выполняется согласно разработанному проекту, в котором указаны все необходимые параметры, включая тип конструкции, шаг стропил, сечение элементов и способ монтажа узлов.

Принципы расчета системы

В процессе эксплуатации кровли ее каркас испытывает высокие нагрузки различных типов:

  • постоянные (вес самой стропильной системы и кровельного пирога);
  • периодические (ветровая и снеговая нагрузка, вес человека, обслуживающего или ремонтирующего крышу или дымоход).

Чтобы правильно рассчитать и сделать надежную крышу, необходимо определиться с ее конфигурацией, выбрать вид кровельного покрытия, вычислить оптимальный угол наклона скатов. Степень сложности каркаса и размеры его элементов в определенной степени зависят от параметров расчетной нагрузки, основная часть которой приходится на стропила. Такие размеры деревянного стропила, как сечение, желательно выбрать с некоторым запасом по прочности.

Как определиться с длиной стропил? Для вычислений требуется применить теорему Пифагора (если известна длина торцевой стены и высота расположения конька), либо теорему синусов (если помимо длины торцевой стены известен угол наклона ската кровли).

Для изготовления стропила можно использовать доски или брус. Построить каркас крыши, рассчитанный на высокие нагрузки, помогут дополнительные элементы, придающие конструкции жесткость.

Определяем шаг стропил

Чтобы высчитать шаг стропил, необходимо принять во внимание вес кровельного покрытия, угол наклона скатов, ветровые и снеговые нагрузки. В среднем шаг (расстояние между соседними ногами, формирующими скат крыши) колеблется в диапазоне от 70 до 120 см.

Чтобы исключить риск деформации стропильных ног под высокими нагрузками, рекомендуется использовать сухой пиломатериал при монтаже стропильной системы. Обычно это брус или доска толщиной не менее 50 мм. Точные размеры деревянного стропила и других элементов определяются исходя из требований к прочности конструкции.

Шаг стропил зависит от степени уклона крыши и длины стропильных ног. Чтобы построить прочную крышу, перекрыв большой пролет между коньком и верхней частью стены, шаг стропил следует уменьшить. К примеру, для кровли с уклоном 45° максимальный шаг следует делать не более 80 см. Уменьшить шаг стропил следует и при использовании тяжелых кровельных материалов, к которым относится керамическая черепица, цементно-песчаная плитка, асбоцементный шифер.

Вычисление сечения элементов стропильной системы

Если предстоит построить крышу своими руками, необходимо выполнить расчет длины и сечения стропил. Так же, следует обратить внимание на характеристики материала, из которого изготавливаются стропильные ноги.

Нормативные документы регламентируют несущую способность, какую имеет древесина различных пород. Если рассматривается сечение стропил из бруса или досок, ослабленных вырубками и/или отверстиями под болтовые соединения, несущая способность древесины рассчитывается с коэффициентом 0,8 от нормативного значения. Также необходимо обратить внимание на сорт древесины для изготовления – дефекты снижают ее устойчивость к нагрузкам. Сечение стропил подбирается с учетом стандартных размеров пиломатериала. Делать неразрезную несущую конструкцию следует из бруса или доски длиной не более 6,5 м.

Рассчитав систему и определив размеры стропильных ног и ригелей, требуется вычислить общий вес этих элементов и добавить полученное значение к расчетным нагрузкам:

  • полный объем пиломатериалов, необходимых для каркаса крыши, умножается на объемный вес древесины;
  • полученное значение (собственный вес стропил, кг/м2) прибавляется к расчетной нагрузке;
  • расчетная схема конструкции пересчитывается с использованием полученного выше результата.

Обработка стропильных элементов антисептиком

В частном строительстве возведение стропильной системы чаще всего ведется из пиломатериалов, поскольку древесина доступна по цене и позволяет изготавливать конструкции своими руками без применения сложного инструмента. Подготовленный к монтажу древесный материал (такой как брус, оцилиндрованное бревно) нередко попадает на строительную площадку уже обработанный защитными средствами в производственных условиях. Но на изготовление обычно идет доска или брус, не пропитанный специальными составами.

Чем обработать стропила перед монтажом каркаса крыши? Обработка требуется для защиты древесины от гниения и предотвращения опасности возгорания. Обработка антисептиком и огнезащитным составом может проводиться по отдельности. С использованием комплексного огнебиозащитного средства обработка займет вдвое меньше времени.

Обработка антисептиком или комбинированным составом должна выполняться в два приема. Необходимо пропитать верхний слой древесины специальной жидкостью, нанеся ее кистью или валиком. После высыхания первого слоя обработка антисептиком повторяется.

Стропила скатной крыши

Как сделать стропила для скатной кровли? Строительство стропильной системы односкатной или двускатной крыши своими руками требует внимательного подхода к изготовлению стропильных ног. Размеры рассчитываются на этапе проектирования кровли. Чтобы правильно сделать эти элементы конструкции, необходимо использовать пиломатериал регламентированного проектом сечения и длины.

Степень сложности работ во многом зависит от того, какая конструкция выбрана для монтажа. Если требуется делать наслонные стропила из досок или бруса, каждый элемент подгоняется по месту установки при креплении его к коньковому прогону и мауэрлату. Важно строго следить за соблюдением геометрии всей конструкции.

Висячие стропильные фермы удобнее изготавливать по шаблону, чтобы добиться точного совпадения размеров каждой конструкции. Для этого вырубки в досках и сборку ферм рекомендуется делать на земле. Затем необходимо сделать проверку горизонтальности мауэрлата или опорных балок, геометрических размеров коробки здания. Устранив возможные недочеты можно приступить к монтажу стропильных ферм на доме.

Диагональные стропила

Обустройство стропильной системы вальмовой крыши своими руками требует монтажа различных видов стропил, таких, как:

  • накосные (диагональные балки, формирующие треугольный скат);
  • центральные вальмовые;
  • боковые;
  • укороченные (нарожники).

Боковые стропильные ноги изготавливают из доски и устанавливают аналогично элементам обычной скатной кровли с висячей или наслонной конструкцией. Центральные вальмовые стропила представляют собой наслонные элементы. Чтобы сделать нарожники, применяются бруски или доски, которые крепятся к диагональным балкам и мауэрлату.

Как сделать стропила для вальмовой крыши? Чтобы правильно смонтировать данный вид кровельной конструкции, требуется точно рассчитать сечение и угол наклона накосных балок. Размеры элементов зависят от длины перекрываемого пролета. Важно соблюсти симметричность при монтаже диагональных стропильных балок, в противном случае под нагрузкой крыша может деформироваться.

Изготовление стропил под заданный размер

Использование унифицированных пиломатериалов для изготовления различных элементов стропильной системы позволяет оптимизировать затраты на строительство и упростить вычисление и монтаж узлов крыши. В частности, при необходимости сделать стропильные ноги определенного сечения и длины может использоваться цельный брус, его отрезки или доски.

Чтобы изготовить своими руками жесткую балку, применяется метод сплачивания досок – они соединяются широкими сторонами и пробиваются в шахматном порядке гвоздями. Длинную балку заданного сечения можно делать из четырех и более правильно сплоченных досок – соединенных между собой со сдвигом на половину длины доски. Такая балка отличается высокой прочностью и может использоваться как диагональная стропилина.

Решая вопрос, как удлинить стропила, можно применить метод вкладыша. В этом случае между двумя досками укладывается третья, выступающая на определенную длину. Чтобы соединить доски используются гвозди, вбитые в шахматном порядке. Важно не только тщательно выровнять доски, но и вложить в пустующий промежуток между крайними элементами фрагменты доски (вкладыши), соответствующие по толщине центральной доске. Данный метод позволяет делать наращивание в длину стандартных стропильных ног (не вальмовых).

Принципы крепления стропил

Чтобы обеспечить надежность стропильной системы, возводимой своими руками, необходимо заранее определиться с тем, как крепить стропила в коньке и к опоре крыши. Если предполагается сделать крепление, которое предотвратит деформацию крыши при усадке здания, необходимо вверху скрепить стропила между собой болтом с гайкой или шарнирной пластиной, а внизу установить специальный крепежный элемент – скользящую опору.

Висячая ферма требует жесткого крепления стропил между собой в коньке: можно использовать гвоздевое соединение, метод врубки, накладные пластины из доски или металла. Наслонная система не предусматривает соединения стропильных ног между собой – они монтируются к коньковому прогону.

Как крепить стропила к основанию крыши? Чтобы правильно закрепить стропила на мауэрлате, выруб необходимо делать в стропильной ноге, чтобы не ослаблять опору крыши. При монтаже стропильных ферм на балки перекрытия также следует изготовить вырубы, но в этом случае выемка выполняется и в опорной балке.

Источник: vseokrovle.com

Стропильная система двухскатной крыши: расчет и монтаж своими руками

Стропильная система является своеобразным “скелетом” и основанием для покрытия крыши. На примере простой двускатной крыши, мы расскажем об особенностях подбора и расчета материалов и необходимых компонентов, а также рассмотрим методы решения возможных проблем при монтаже.

Магония (лат. Mahonia)

Вечнозеленый куст из семейства барбарисовых. Желтоватые цветы собраны в пышные кисти. Ягоды черно–синего цвета, несъедобны, созревают к концу либо середине лета. Магония не любит прямых лучей солнца и ветреные участки.

Несмотря на появление новых композиционных строительных материалов большинство крыш малоэтажных строений по-прежнему возводятся на основе деревянного каркаса – стропильной системы. Правильно рассчитанный и возведенный деревянный «скелет» способен многие годы противостоять стихии, атмосферным осадкам и прочим разрушающим природным факторам. Кроме того, деревянная стропильная система крыши гораздо легче, да и дешевле других вариантов.

На примере простой двускатной крыши в статье описываются особенности подбора материалов и компонентов, этапы расчетов, методы решения возможных проблем и практические советы по отдельным этапам строительства стропильной системы. Монтаж двускатной крыши гораздо проще, чем ломанной, многоскатной, многощипцовой и купольной конструкций. Именно поэтому такому варианту отдает предпочтение большинство индивидуальных застройщиков. Немаловажно также то, что устройство стропильной системы крыши с двумя скатами достаточно просто и может быть реализовано собственными силами.

Описание элементов стропильной системы

Свое название стропильная кровля берет от названия главного элемента в конструкции. Стропила это брус с прямоугольным сечением, образующий верхний угол треугольной крыши.

Самая простая двускатная крыша представляет собой две прямоугольные плоскости, соединенные под углом и закрепленные поверх верхнего обреза стен. Стропила двускатной крыши принимают на себя не только вес всех элементов, но и давление или подъемную силу ветра, а зимой еще и тяжесть накопившегося снега. Запас прочности стропильной системы должен с лихвой перекрывать все возможные нагрузки, включая вес людей, приспособлений и механизмов, необходимых для возведения или ремонта крыши.

Элементы стропильной системы двухскатной крыши

Стропильная система двухскатной крыши состоит из следующих элементов:

  • Мауэрлат. Брус хвойной породы, уложенный и закрепленный по периметру стен. Стропильная крыша опирается на него, и он играет основную роль в равномерном распределении веса конструкции на несущие стены строения. Сечение зависит от конкретной конструкции, но наиболее часто берется стандартное значение 10х10, 10х15 или 15х15 см. Мауэрлат устанавливается на анкеры или стержни с резьбой, закрепленные в стене. Крепление мауэрлата должно выдерживать усилие опрокидывающих нагрузок на крышу от действия ветра.
  • Стропильные ноги. Чаще всего именно их имеют в виду, когда говорят стропила на крышу – это также брус хвойной породы, имеющий прямоугольное сечение. Размеры сечения: 15х5 см или 15х10 см. Стропильные ноги образуют треугольную крышу и несут тяжесть всей кровли, снега и ветровых нагрузок.
  • Лежень. Укладывается на внутреннюю несущую стену и играет роль мауэрлата для равномерного распределения веса крыши по всем опорным стенам. Размеры сечения 10х10 см или 15х15 см.
  • Стойки. Промежуточные опорные элементы, требующиеся для обеспечения нужной жесткости крыши. Размеры сечения – такие же, как у лежня.
  • Затяжка. Не дает расползаться стропилам под действием веса кровли. Затяжка стягивает нижние части стропил и завершает конструкцию треугольника.
  • Подкосы. Элементы прочности и жесткости конструкции, необходимые для пологих крыш с длинным скатом. Они устраняют провисание стропил и завершают конструкцию фермы большого пролета. Благодаря подкосам ферма может выдержать очень большие нагрузки. Когда монтируется двускатная крыша, стропильная система под металлочерепицу невозможна без этих важных компонентов.
  • Обрешетка. Обеспечивает поперечное взаимное крепление стропильных ног, равномерно распределяет вес кровли на стропильные ноги. Учитывая специфику эксплуатации – для обрешетки лучше брать обрезные хвойные плотные пиломатериалы. В крайнем случае, подойдет и необрезная доска, но без коры и с малой шероховатостью. Под мягкую кровлю требуется сплошная обрешетка, без зазоров. Худший вариант – толстая влагостойкая фанера. Использовать для этой цели любой вид волоконно-стружечных плит ни в коем случае нельзя!
  • Конек крыши. Является элементом крепления двух соседних скатов. Размеры и форма сечения конька определяется конструкцией кровли с учетом расчетного веса стропильной конструкции и кровли.
  • Свес крыши и кобылки. Выступающие элементы крыши, защищающие стены от воздействия осадков и погодных факторов. Кобылки не испытывают серьезной нагрузки, но должны выдерживать вес свисающей кровли и водостоков, наполненных дождевой водой или снегом.

Расчет стропильной системы двухскатной крыши

Монтаж стропильной системы делается в соответствии с предварительными вычислениями. Расчет начинаем с определения весовых нагрузок. Вес 1 кв.м. кровельного материала составляет:

  • Шифер 10÷15 кг;
  • Керамочерепица 35÷50кг;
  • Ондулиновые листы 4÷6 кг;
  • Цементно-песочная черепица 40÷50 кг;
  • Мягкая битумная кровля 8÷12 кг;
  • Металлочерепица 4÷5 кг;
  • Профнастил 4÷5 кг.

Вес обрешетки, чернового настила и собственно самой стропильной системы составляет 40÷50 кг/кв.м.

Снеговая и ветровая нагрузка на стропильную систему зависят от зонального расположения дома. При расчетах эти данные берутся из карт и таблиц приложения №5 к СНиП 2.01.07-85.

Расчет длины стропил двускатной крыши

Поскольку стропила крыши не должны прогибаться под нагрузкой более значения Д/200, где Д – длина рабочего участка стропильного бруса, то следует выполнить такую проверку: 3,125×Рн×Пл 3 должно быть меньше, чем Ш×В 3

  • Рн – вес, приходящийся на 1м каждой ноги (распределенная нагрузка);
  • Пл – максимальная длина рабочего участка стропил;
  • Ш – ширина сечения бруса;
  • В – высота сечения бруса.

Если неравенство не соблюдается – придется для стропил брать более толстый брус.

Расчет стропильной системы двухскатной крыши

Угол наклона крыши определяется типом и весом кровли и допустимой высотой самой кровли. Критерии тут такие: чем больше наклон скатов – тем меньше количество и вес накопившегося снега. Но, тем сильнее боковая ветровая нагрузка и подъемная сила ветра. К тому же, при угле менее 45 градусов резко возрастает сложность придания необходимой прочности стропильной конструкции у дома с широко разнесенными стенами. Так что в этом деле приходится выбирать золотую середину и опираться на табличные значения указанного выше СНиПа.

Стропильная система крыши: схема и пример расчетов

Монтаж стропильной системы

Установка стропил может производиться одним из двух способов:

  • Сборка конструкции на земле, с дальнейшим подъемом на крышу по наклонным доскам при помощи лебедки. В этом случае целесообразно уложить ферму на стены так, чтобы затяжка сразу попадала на свое место, а затем поднять её лебедкой и закрепить посредством обрешетки или временных досок с другими установленными элементами.

Собираем стропила своими руками на земле

  • Производить монтаж стропил прямо на крыше. Обычно этот вариант начинается с установки конька и прогонов, на которые впоследствии укладываются стропильные брусья. Такая работа требует одновременного участия 2-3 человек, тщательной разметки места установки всех элементов и продуманной последовательности действий. После установки основных элементов монтируются распорки и подкосы.

Устанавливаем стропила двускатной крыши

Устанавливаем стропила своими руками

Если длина пролета больше длины имеющихся стропил – их можно удлинить. Стропила могут быть клееными или наборными. При этом сечение досок может иметь меньшую толщину, но не высоту! Несколько худший вариант – удлинение стропильного бруса путем соединительной вставки или накладных брусков.

Как сделать стропила на крышу

Стропильные системы могут использовать различные соединения. От их прочности и надежности зависит прочность и долговечность крыши в целом. Наиболее предпочтительны резьбовые соединения при помощи металлических пластин, уголков, специального крепежа, или просто болтами с гайками и шайбами.

Применяемый крепеж при установке стропильных систем

Создание стропильной системы своими руками является вполне доступным для большинства застройщиков и домовладельцев. Информация, раскрытая в данном материале, станет хорошим подспорьем на этапе расчетов и подготовки к этому ответственному делу.

Источник: vsadu.ru