Максимальное расстояние между стропилами двухскатной крыши. Рассчитываем расстояние между стропилами
Стропилина — это один из отдельных элементов несущей конструкции крыши, при помощи которого формируется ее уклон. В конструкции, стропилина крепится своим верхним концом к коньку, а нижним упирается на мауэрлат, при прямом скате, или на стойку (при ломаной крыше). Изготавливаются стропилины из обрезных досок сечением 150х60 мм или бруса 150х100 мм. Расстояние, между стропилами, на котором они находятся друг от друга после монтажа, называется шагом, который может быть в пределах 600 – 1200 мм.
Стропильные системы их виды
В зависимости от вида установки стропильных ног, системы делятся на 3 вида:
Отчего может зависеть шаг установки стропилин
Шаг стропилин на крыше зависит от таких факторов , как:
Учитывая при расчете все эти показатели, можно получить прочную и надежную стропильную конструкцию, которая длительное время будет качественной опорой для кровли.
Именно расчет , при соблюдении основ нормативных нагрузок, позволяет правильно выбрать дистанцию между стропилинами. Как правило, нормативные величины можно определить по Снопам, а расчетные выводятся на их основе отдельно для каждой конструкции.
При этом принято за шаблонное значение использовать стропильные ноги сечением 150х50 мм с оптимальным расстоянием между стропилами в пределах 0.8 – 1.8 м/п. но следует помнить, что при изменении наклона ската крыши, меняется и расстояние между стропилинами.
Расчет стропильной конструкции
От качества расчета по подбору сечения стропильных ног и расстояния между ними, напрямую зависит прочность и устойчивость всей крыши. Независимо, какой будет тип покрытия выбран: профилированный лист, шифер или металлочерепица, первичный расчет должен оставаться неизменным. Ведь в основе каждого расчета лежит конструктивная прочность при механических нагрузках, а остальные воздействия уже не важны.
При расчете выбора оптимального расстояния между стропилинами для кровли, за основу берутся такие параметры:
- Вид покрытия для кровли.
- Вид стропильной системы и конструктивных особенностей крыши.
- Целесообразность и экономия.
Для небольшого по площади дома, расчет конструкции для крыши можно сделать и самому. Правда, метод расчета элементов для стропильной системы кровли довольно непростой, и его рекомендуется делать при помощи специально созданных для этого программ. Особенно если нужно рассчитать сложную ломаную крышу с большой площадью, скорее всего, без специалиста здесь будет не обойтись. При этом расчет шага стропилин также будет отталкиваться от стандартов – минимальный шаг 0,6 м, максимальный – 1.2 м.
Методика расчета
Производится таким образом
.
— Замеряется по карнизу длина здания.
— Полученная длина делится на предполагаемое расстояние между стропилинами. Например, предполагаемый шаг стропилин будет 0,8 м/п. (средним расстоянием считается значение 950 мм).
— После выполнения этого действия, к полученному результату следует прибавить единицу, и округлить полученную сумму. Таким образом, получается требуемое количество стропилин с одной стороны ската. После этого длину здания нужно поделить на количество полученных стропил, и в итоге определяется точный осевой шаг стропилин.
Пример , — длина здания 26,5 м/п. расстояние между стропил предполагается сделать 0,8 м. Значит:
– 26,5 м ˸ 0,8 м = 33.1 33,1+1 = 34.1. В итоге после округления получается, что на один скат нужно установить 34 стропилины.
26,5 м/п ˸ 34 ст. = 0.77 м – это значение составляет расстояние стропилин между собой по их центральным осям.
Но это только общая методика расчета, при которой не учитывается особенность планируемого кровельного покрытия. Поэтому специалистами рекомендуется делать расчет шага между стропилинами под определенный кровельный материал и утеплитель, например, под самую популярную сегодня, кровельную металлочерепицу.
Стропильная конструкция под металлочерепицу
Металлочерепица визуально имитирует керамическую кровельную черепицу. Изготавливается из тонкой листовой стали путем холодной штамповки. Благодаря полимерному покрытию, имеет высокую стойкость к атмосферным воздействиям и довольно привлекательный визуальный вид, не боится резких температурных изменений.
Преимущество металлочерепицы
Часто используется при строительстве большинства мансардных крыш .
Сечение стропилин из дерева под кровлю из металлочерепицы обычно стандартное 150-50 мм, а вот расстояние между ними может быть от 600 мм, но не превышать 900 мм (в зависимости от их угла наклона, который может колебаться в пределах 22 – 45 градусов). Такое ограничение шага стропилин обусловлено тем, что обрешетка под металлочерепицу монтируется с расстоянием друг от друга в рамках 300 мм. Стандартный брус, который используется для обрешетки, имеет сечение 30х50 мм или 50х50 мм. А это значит, что каждая стропилина подвергается дополнительной нагрузке.
Устойчивость кровельной конструкции против различных механических нагрузок зависит от четырех факторов:
Важным фактором, при расчете стропильной конструкции, является предполагаемая максимальная нагрузка на крышу, в формирование которой входит:
- Вес всей стропильной конструкции.
- Вес обрешетки под покрытие.
- Вес утеплителя и кровельного покрытия.
- Снеговая нагрузка (определяется по специальному, уникальному для каждого отдельного региона, справочнику).
- Ветровая нагрузка (также по специальному справочнику для региона).
- Вес человека с инструментом (ремонтные работы, расчетный вес — 175 кг./м²).
При монтаже стропильной системы расстояние стропильных ног не должно превышать среднего значения 0,9 м/п. кроме отдельных, предусмотренных заранее случаев.
Если при расчете нагрузок будет допущена какая-либо неточность в подборе материала для крыши и расположения стропилин, может произойти ее деформация и разрушение кровельного покрытия . Надежная конструкция крыши будет гарантирована только при правильном расчете сечения стропилин и их шага установки.
Следует помнить. Универсального значения расчета стропильных конструкций не существует. При строительстве каждого дома требуется индивидуальный расчет.
Стропила для односкатной кровли
Односкатные крыши
можно часто встретить на небольших хозяйственных постройках. Они могут использоваться и на частных жилых домах, но довольно редко. В таких случаях угол наклона кровли довольно небольшой, и при таком расположении несущих балок перекрытия, на них оказывается очень большое давление, особенно в зимнее время.
Поэтому для односкатной крыши устанавливаются несущие балки перекрытия из бруса большого сечения от 60х150 до 100х220 мм в зависимости, какую ширину имеет перекрываемый пролет. При этом расстояние, на котором стропила укладываются друг от друга, должно быть в пределах 400 – 800 мм в зависимости от угла наклона кровли.
Для односкатной крыши не требуется сложная конструкция стропил , их можно просто укладывать на стены, даже не используя мауэрлат. В регионах, где довольно снежные зимы с большим количеством снега, склон крыши рекомендуется возводить под максимальным углом 35 ⁰ и располагать кровлю по «ветру». Это уменьшает парусность и приводит к ее самоочищению.
Двускатная крыша
Представляет конструкцию, смонтированную из стропилин, соединенных между собой в виде треугольника. Верхняя часть, которых опирается на конек, а нижняя на мауэрлаты, расположенные параллельно друг другу на противоположных стенах. Простыми словами, это крыша, состоящая из двух противоположных скатов, соединенная коньком.
Двускатная конструкция крыши , в зависимости от ее площади, монтируется из отдельных жестких элементов, которые усиливают прочность кровли. К ним относятся стойки, поддерживающие стропилины, затяжки, которые соединяют стропилины между собой, укосины, прогоны, опорные балки и т. д.
Для двускатной крыши, часто стропилины монтируют с учетом утеплителя с шагом 0,9 – 1.2 м/п. При этом прочность смонтированной конструкции будет самой высокой, если образовавшийся треугольник будет равнобедренным. В регионах с сильными ветрами, стропилины рекомендуется монтировать с уклоном примерно 20 ⁰ , а в снежных районах оптимальный угол должен составлять 45 ⁰ .
Хоть двускатная крыша и считается классической, у нее есть несколько альтернативных «родственных» видов.
Мансардная крыша
Для мансардной крыши , за расчетный параметр для определения шага между стропилинами и их количеством, принимается нагрузка в пределах 40-60 кг на каждый 1 м/п. стропилины, и максимальный прогиб от ее длины — 1/250. Обычно при правильно подобранном сечении, это расстояние по центрам стропилин, составляет, как и для двускатной крыши – 0.6 – 1.2 м/п.
Следует учесть, что средняя нагрузка на мансарду примерно составляет 200 кг/м2. Так, что при стандартном расчете сечения стропилин, рекомендуется добавить небольшой процент запаса прочности.
Вальмовая крыша
Среди всех стропильных конструкций, считается одной из самых сложных. Это практически четырехскатная крыша
, при этом стропилины торцевых скатов крепятся верхними концами к угловым тетивам, а не на конек. Поэтому к этому виду крыш, при строительстве могут предъявляться свои определенные требования. При этом стропила устанавливаются аналогично двускатной крыше на расстоянии 60 см – 1.2 м/п.
Мансардные помещения под такой крышей делаются в редких случаях, так как ее скаты «съедают» некоторую площадь чердачного помещения, особенно по высоте.
Двускатная крыша является наиболее популярной конструкцией в частном домостроении. Стропильная система двускатной крыши должна обеспечить опорную площадку для монтажа кровли. Правильно рассчитанный шаг стропил двускатной крыши позволяет обеспечить прочность и устойчивость конструкции ко всем внешним нагрузкам, создать долговечное и надежное кровельное покрытие. В этой статье рассматриваются конструкционные особенности стропильной системы, порядок расчета и монтажа. Эта информация позволит правильно понять методику создания двускатной крыши, чтобы во время строительства не задавать работникам лишних вопросов.
Расстояние между стропилами для двухскатной крыши
Среди людей, занятых строительством частного или дачного дома, постоянно ведутся дискуссии о наиболее удачной конструкции крыши и количестве опорных элементов. Чтобы разобраться в этих мнениях и принять ту или иную сторону, необходимо рассмотреть общее устройство крыши.
Существует два типа конструкции стропил:
Висячие .
Наслонные .
Применяются на относительно небольших домах с длиной опорных элементов не более 6 м. Конструкция состоит из ряда стропильных ферм, имеющих форму равнобедренного треугольника. Фермы устанавливаются на обвязку из бруса (мауэрлат), соединяются между собой планками обрешетки. Несущая способность висячих стропил относительно невелика, но простота конструкции, экономичность и высокая скорость монтажа являются их преимуществами. Вариантов реализации висячих стропил довольно много, что объясняется распространенностью небольших построек, не нуждающихся в сложной и массивной конструкции крыши.
Конструкция наслонной стропильной системы несколько сложнее. По периметру перекрытия верхнего этажа укладывается прочный брус – мауэрлат. По продольной центральной оси устанавливаются две (или больше) вертикальные стойки, высота которых определяет угол наклона скатов. Между стойками устанавливается коньковый прогон, который проходит по всей длине крыши и служит опорной линией для стропильных ног. Каждая из них имеет две точки опоры – внизу это мауэрлат, а вверху – коньковый прогон.
Для образования дополнительной поддержки, исключающей провисание опор, используются подкосы – наклонные планки, прикрепленные к стропильным ногам под углом, близким к прямому и упирающиеся в нижней части в центральный нижний брус – лежень.
Шаг лаг для крыши – это расстояние между двумя соседними стропилами. Он определяется количеством лаг, равномерно распределенных по длине продольной оси крыши. Основными опорными конструкциями для кровли являются стропила и обрешетка, образующие наклонные поверхности с заданной геометрией и площадью. Угол наклона определяет ветровую и снеговую нагрузки, причем, с возрастанием угла увеличивается ветровая, а с уменьшением – снеговая нагрузка на кровлю.
На нашем сайте Вы можете ознакомиться с самыми . В фильтрах можно выставить желаемое направление, наличие газа, воды, электричества и прочих коммуникаций.
От чего зависит шаг расположения стропил
Рассмотрим факторы, определяющие шаг между стропилами двухскатной крыши, подробнее. Необходимо сразу учесть, что количество стропил определяет несущую способность. Уменьшение их числа усложняет монтаж утеплителя, способствует провисанию планок обрешетки и кровли, установленной на них.
В то же время, слишком частое размещение стропил также создает трудности при монтаже утеплителя. Его приходится подгонять по ширине, что создает отходы, т.е. непроизводительный расход материала. Поэтому часто критерием для определения шага стропил используют размер теплоизолятора. Например, многие виды минеральной ваты имеют ширину 60 см, что вполне подходит для большинства конструкций двускатных крыш.
Кроме того, шаг стропил напрямую зависит от их количества. Это расчетная величина, которая определяется исходя из несущей способности опорных элементов. Нагрузки, воздействующие на кровельное покрытие, а также вес самого покрытия имеют достаточно большие значения, поэтому для их принятия нужна устойчивая и прочная конструкция. Необходимо учитывать, что тип стропильной системы также имеет значение, поскольку наслонные стропила значительно тяжелее висячих, они образуют заметную нагрузку на стены и фундамент дома.
Ветровая и снеговая нагрузки – это внешние факторы, влияющие на конструкцию крыши. Вес снега в зимний период способен продавить или даже сломать крышу, если ее конструкция не рассчитана должным образом. В приложениях СНиП есть специальные данные о среднегодовом количестве снега в разных регионах. В некоторых из них на каждый квадратный метр приходится до полутонны снега.
Кроме снега, серьезные нагрузки создает ветер. При этом, если снеговая нагрузка статична, то ветровые воздействия внезапны и неравномерны. Ветер может подняться в любое время года, и зимой, и летом, что заставляет относиться к нему со всей серьезностью. При выборе угла наклона следует выяснить силу и направление преобладающих ветров в регионе, узнать о возможности ураганных порывов. В приложениях СНиП имеется.
Все эти факторы определяют параметры стропильной системы и расстояние между отдельными опорами.
Зависимость шага стропил от материала кровли
Существует большое количество видов кровельного покрытия. Большинство из них заметно устарели и мало используются в современном строительстве. Наиболее популярными на сегодняшний день считаются:
Профлист .
Металлочерепица .
Необходимо учесть, что профлист и профнастил представляют собой одну группу профилированного покрытия. Некоторые источники считают их разными наименованиями одного и того же материала, другие разделяют их по высоте волны. У профлиста высота волны больше, а профнастил несколько более плоский. Первый вид может использоваться не только как кровельное покрытие, но и в качестве материала для строительства заборов, ограждений, металлических гаражей и т.п.
Профнастил имеет меньшую волну и предназначен для укладки в качестве кровли. Оба материала имеют общую специфическую особенность – профилирование выполнено только в продольном направлении, что расширяет их возможности и позволяет делать кровлю для круглых крыш и навесов.
Шаг стропил двускатной крыши под профнастил выбирается с учетом этой особенности материала. Если величина будет слишком завышенной, появится возможность провисания кровли между стропилами. Кроме того, появится чрезмерная нагрузка на планки обрешетки, которые могут быть не готовы к ней. Важным параметром также становится площадь ската. Шаг стропил односкатной крыши под профнастил намного меньше, чем у двускатной кровли, поскольку длина опорных элементов и величина нагрузки у нее значительно возрастают и требуют повышенного количества опор.
Металлочерепица внешне напоминает полотно из натуральной керамической черепицы. По всем своим эксплуатационным качествам она очень похожа на профнастил или профлист, но в физическом отношении она имеет важную особенность – наличие не только продольных, но и поперечных волн. Это позволяет несколько увеличить шаг между стропилами двухскатной крыши под металлочерепицу, или руководствоваться при выборе размерами теплоизолятора.
При использовании шифера или ондулина шаг стропил принимают соответственно степени жесткости этих материалов. Как вариант, увеличивают плотность укладки обрешетки, или устанавливают сплошной вариант из толстой фанеры.
Методика вычисления расстояния между стропилами
Существует два варианта расчета:
Инженерный расчет с использованием соответствующих формул и методик.
Использование онлайн-калькуляторов , дающих ответ после внесения собственных исходных данных.
Первый способ годится только для профессионального проектировщика кровельных систем. Для неподготовленного человека выполнить подобные вычисления крайне сложно, поскольку нужны различные специфические данные, коэффициенты, табличные значения, которые сложно найти и надо правильно использовать. Расчеты, полученные с помощью онлайн-калькуляторов, также не рекомендуется применять для реального строительства, а использовать как вариант уточнения или проверки результатов расчета, выполненного специализированными организациями.
Видео описание
В видео можно увидеть, какой должен быть шаг стропил:
Заключение
В заключение необходимо напомнить, что все проектные и расчетные мероприятия должны быть выполнены подготовленными и специально обученными специалистами. Шаг стропил – это важная и ответственная величина, определяющая несущую способность крыши. Разрушения, вызванные неспособностью принимать существующие нагрузки, достаточно серьезны и способны поставить под вопрос возможность проживания в доме, поэтому необходимо максимально серьезно отнестись к решению этого вопроса.
Как известно, крыша любого строения – это его верхняя часть, которая может соединять в себе защитную и декоративную функции. Защищает крыша в основном от попадания сверху внутрь здания атмосферных осадков, одновременно своим видом, материалом и цветом кровли может подчеркивать архитектурную особенность здания.
Деревянные брусья, из которых состоит жесткий каркас крыши называются стропила, непосредственно на них уже монтируется выбранный кровельный материал.
Как строения несут в себе разные функциональные наполнения (к примеру, жилые дома или производственно-технологические постройки), так и крыши различных зданий отличаются друг от друга. Их форма может напрямую зависеть от климатических условий: от ветровой нагрузки или количества выпадающего снега. Кровлю от последнего сложно очищать, если ее наклон 30 0 и менее, а большая «парусность» высокой крыши может быть серьезной проблемой при порывах ветра более 18 м/сек.
Среди огромного многообразия крыш большинство обычно состоит из кровли и набора строительных конструкций, которые удерживают эту кровлю.
Одними из основных элементов этих конструкций являются, как правило, деревянные брусья, на которые монтируется кровельное покрытие. Эти брусья называются стропилами или фермами. Они же и являются элементами жесткости, определяющими механическую прочность крыши, а также теми направляющими, которые определяют угол наклона кровельного покрытия.
Располагаться стропила могут либо от одной до другой наружной стены здания, с определенным наклоном, либо от центра (конька) крыши до наружной стены. По первому способу устраиваются односкатные кровли, по второму – двускатные.
Можно предположить, что чем ближе друг к другу будут располагаться эти фермы-стропила, тем надежнее будет основание для кровельного покрытия.
Однако избыточное использование материалов утяжеляет конструкцию и ведет к удорожанию строительства. Поэтому вопрос о том, как ставить стропила, – один из основополагающих при проектировании крыши.
Стропила бывают двух видов: так называемые «висячие», опирающиеся своими концами только на наружные несущие стены, и такие, которые опираются одним из своих концов на внутреннюю несущую стену здания или же внутреннюю колонну. Фермы последнего вида называются «наслонными».
Правильное размещение и крепление этих элементов здания является основой того, что верхняя его часть не деформируется под воздействием возможных нагрузок.
Как правильно ставить стропила
Общие положения
При проектировании кровли строения, определяя количество ферм и расстояние между ними, обязательно принимают во внимание необходимое сечение бруса, используемого для устройства стропил, определяют его материал и оптимальную длину стропилины. Обычно на устройство стропил используют брус из деревьев хвойных пород, сечением от 50х150 мм (считается наиболее применяемым) или более.
Длина ферм напрямую зависит от размера коробки здания, типа крыши, а также от ее высоты. Сечение применяемого бруса и расстояние между стропилами задают прочность несущей конструкции для кровли. Расстояние между осями соседних ферм называется и рассчитывается при проектировании кровли. На практике применяемый шаг может принимать величину от 600 до 2000 мм. Указанный шаг взаимосвязан с длиной ферм: чем они короче, тем на большее расстояние между собой их можно установить.
Существует обобщенная методика расчета указанного расстояния. Она заключается в том, что по таблице определяется предварительный шаг стропил. Измерив затем длину свеса кровли одного ската по нижнему краю, полученное расстояние нужно разделить на шаг, определенный по таблице. Полученный результат и добавленная к нему единица после округления в большую сторону будут соответствовать количеству необходимых стропил для одного ската проектируемой крыши.
Точное расстояние между осями «ног» соседних ферм получится при делении длины одного ската кровли на количество стропилин, рассчитанных для него.
Таким образом можно определить, через какое минимальное расстояние можно устанавливать стропилины, чтобы кровельная несущая конструкция соответствовала бы расчетным требованиям по нагрузке.
Однако приведенный метод не учитывает возможные дополнительные нагрузки на конструкцию, связанные с применением разного рода кровельных покрытий, от шифера до ондулина. Не учитывает необходимости организации свободного пространства между фермами для размещения полотен или плит применяемого утеплителя для кровли.
В случае когда планируется использование утепляющих средств, ширина полотен или панелей которых заведомо известна, можно сразу определить, через какое расстояние следует устанавливать стропила. Рекомендуется в таких случаях шаг приравнивать к ширине утеплителя, за минусом от 1,5 до 2 мм.
Рекомендации по выбору шага стропил для разного кровельного покрытия
Для кровли из профнастила шаг выбирается в пределах от 600 до 900 мм. При этом брус рекомендуется оптимального сечения – 50х150 мм.
Для тяжелой кровли из керамической черепицы характерна повышенная нагрузка на стропила, порядка 60 – 70 кг/м 2 . Шаг рекомендуется в пределах от 800 до 1300 мм. Причем он может увеличиваться пропорционально увеличению угла наклона кровли. К примеру, расстояние между фермами должно быть не более 800 мм, если угол наклона кровли не превышает 15 0 . При увеличении указанного угла до 70 0 шаг может быть увеличен до максимума. Сечение бруса для такой кровли рекомендуется от 50х150 до 60х180 мм.
Устройство несущей конструкции кровельного покрытия для металлочерепицы мало чем отличается от стандартного. Материал, по сравнению с керамикой, легче почти в два раза: нагрузка на 1 м 2 не превышает 30 кг. К применению рекомендуется брус с размерами 50х150 мм. Некоторые особенности крепления верхних концов стропил связаны с обеспечением вентиляции металлической кровли для предупреждения появления конденсата.
Шиферная кровля – это для многочисленных зданий оптимальное решение, несмотря на то, что этот материал признан вредным и запрещен к применению в европейских странах.
Рекомендации к установке стропил для кровельного покрытия из волнистого шифера типовые: их ставят в промежутках от 600 до 800 мм, могут быть 50х100 или 50х150 мм.
Для кровельного покрытия из ондулина предлагается выполнять по рекомендациям, действующим для шиферной кровли. Современный инновационный материал ондулин внешне похож на шифер, но легче последнего раз в пять.
Определение межстропильного расстояния для многоскатных (шатровых) крыш производится отдельно для каждого ската. Для строений, у которых «коробка» собрана из бревен или бруса, нижний конец стропилин крепится непосредственно к верхней части наружной несущей стены, а не к специальному брусу, проложенному по периметру верхней части здания (мауэрлату). Такой способ монтажа делает особенно высокой цену ошибки при определении шага стропил, так как устранить подобную ошибку бывает весьма сложно.
Несущая стропильная конструкция для мансардной крыши
Для таких крыш несущие конструкции для кровли обычно выполняются из деревянного бруса. Шаг стропил для ската длиной не более 15 м может быть выбран в пределах от 800 до 1000 мм. Для мансард со скатами длиной более 15 м рекомендуется применять стропила-фермы из металла.
Необходимо заметить, что для всех видов крыш при определении шага стропил следует учитывать наличие существующих вертикальных конструктивных элементов здания, проходящих через чердак и кровлю. К таким элементам относятся печные трубы и воздуховоды. При совпадении расчетной точки установки фермы с местом прохождения существующей трубы или других элементов здания, перенос которых на другую часть чердака невозможен, следует соответственно изменить план размещения стропил.
Если изменение указанного плана по какой-то причине нецелесообразно, рекомендуется стропилину, совпавшую по месту с элементом здания, устроить так, чтобы она прерывалась в месте прохождения трубы. Причем концы этой фермы, обрезанные перед пропускаемой трубой и после нее, должны опираться на соответствующие перемычки, соединяющие соседние стропилины.
Нужно иметь в виду, что узлы такого «перехвата» фермы следует выполнить с необходимой надежностью и качеством, позволяющим соответствовать расчетной надежности несущей конструкции кровельного покрытия.
Следует отметить, что установка стропил – это часть целого комплекса весьма серьезных и очень важных строительных работ по устройству крыши здания. Являясь конструктивным элементом несущей системы кровельного покрытия здания, стропила указываются в плане проекта крыши, который отражает результаты расчетов различных возможных нагрузок.
Такие расчеты должны учитывать всевозможные факторы, оказывающие влияние на проектируемое строение в комплексе:
- необходимую и достаточную высоту и наклон крыши;
- оптимальный материал для устройства кровельного покрытия;
- параметры его размещения на требуемой обрешетке и общий вес кровельного покрытия;
- необходимую несущую способность стропильной конструкции в целом и соответствующие параметры стропилин в частности;
- способ крепления кровли к стенам здания и состояние стен.
И другие столь же важные данные, без учета которых построенное здание и его крыша могут не выдержать разнообразных нагрузок.
Поэтому, чтобы не иметь в результате неумелых действий огорчительных последствий, лучше доверить вопросы, связанные с проектированием и строительством зданий, специалистам-профессионалам, имеющим необходимые опыт и знания. Хотя бы в той части, которая касается расчетов нагрузки на стропильные конструкции.
Сооружение стропильной системы крыши и последующий настил кровли – важнейшие этапы при любом строительстве. Дело это – весьма сложное, сопряженное со всесторонней подготовкой, которая включает в себя расчёт основных элементов системы и приобретением материалов нужного сечения. Далеко не каждый начинающий строитель будет способен спроектировать и санировать сложную конструкцию.
Однако часто при строительстве придомовых построек, сооружений хозяйственного или подсобного назначения, гаражей, навесов, беседок и других объектов особая сложность крыши вовсе и не требуется - на первое место выходят простота конструкции, минимальное количество затрат на материалы и скорость проведения проведение работ, которые вполне посильны для самостоятельного исполнения. Именно в таких ситуациях своеобразной «палочной-выручалочкой» становится стропильная система
В данной публикации основной акцент сделан на расчетах односкатной конструкции крыши. Кроме того, будут рассмотрены наиболее типичные случаи ее сооружения.
Основные достоинства односкатных крыш
Несмотря на то что не всем нравится эстетика здания, над которым смонтирована односкатная кровля (хотя сам по себе вопрос – неоднозначный), многие хозяева загородных участков при возведении построек, а иногда даже - и жилого дома, выбирают именно такой вариант, руководствуясь целым рядом достоинств подобной конструкции.
- Материалов для односкатной стропильной системы, тем более, если она возводится над небольшой хозяйственной пристройкой, потребуется совсем немного.
- Самой «жесткой» плоской фигурой является треугольник. Именно он лежит в основе практически любой стропильной системы. В односкатной системе этот треугольник – прямоугольный, что существенно упрощает проведение расчетов, так как все геометрические соотношения известны каждому, кто заканчивал среднюю школу. Но эта простота никак не сказывается на прочности и надежности всей конструкции.
- Даже если ведущий самостоятельное строительство владелец участка ни разу ранее не сталкивался с возведением крыши, монтаж односкатной стропильной системы не должен вызвать у него чрезмерных трудностей – он достаточно понятен, не столь сложен. Нередко, при перекрытии небольших хозпостроек или иных придомовых сооружений вполне возможно обойтись не то что без вызова бригады специалистов, но даже и без приглашения помощников.
- При возведении конструкции крыши всегда важна скорость проведения работ, естественно, без потери качества – хочется как можно быстрей обезопасить строение от капризов погоды. По этому параметру односкатная крыша однозначно является «лидером» - в ее конструкции практически нет сложных соединительных узлов, забирающих массу времени и требующих высокоточной подгонки.
Насколько существенны недостатки односкатной стропильной системы? Увы, они есть, и с ними тоже приходится считаться:
- Чердака при односкатной кровле или не предполагается вовсе, или он получается настолько маленьким, что о его широкой функциональности приходится забыть.
- Исходя из первого пункта – есть определенные сложности в обеспечении достаточной термоизоляции расположенных под односкатной крышей помещений. Хотя, конечно, это можно исправить – ничто не мешает утеплить сам скат кровли или же расположить под стропильной системой утепленное чердачное перекрытие.
- Односкатные крыши, как правило, делаются с небольшим уклоном, до 25÷30 градусов. Это влечет за собой два последствия. Во-первых, не все виды кровельных покрытий подойдут для таких условий. Во-вторых, резко возрастает значимость потенциальной снеговой нагрузки, что следует обязательно учесть при проведен расчетов системы. Но зато при таких уклонах значительно снижается влияние ветрового давления на кровлю, особенно если правильно расположить скат – в наветренную сторону, в соответствии с преобладающими ветрами на данном участке местности.
- Еще один недостаток, пожалуй, можно отнести к очень условным и субъективным – это внешний вид односкатной крыши. Он может не прийтись по душе любителям архитектурных изысков, дескать, очень упрощает облик постройки. На это тоже можно возразить. Первое – простота системы и экономичность возведения часто играют все же решающую роль при строительстве подсобных сооружений. А втрое – если посмотреть обзор проектов жилых домов, то можно встретить очень интересные дизайнерские варианты, в которых упор сделан именно на односкатной крыше. Так что, как говорится, о вкусах не спорят.
Как рассчитывается односкатная стропильная система?
Общие принципы расчета системы
В любом раскладе односкатная система крыши представляет собой конструкцию из установленных параллельно друг другу наслонных стропильных ног. Само по себе название –«наслонные» говорит о том, что стропила опираются (наслоняются) на две жёстких точки опоры. Для удобства восприятия обратимся к несложной схеме. (Кстати, к этой же схеме будем возвращаться еще не раз – при проведении расчетом линейных и угловых параметров системы).
Итак, две точки опоры стропильной ноги. Одна из точек (В) расположена выше другой (А) на определенное значение превышения (h) . За счет этого создается уклон ската, который выражается углом α.
Таким образом, как уже отмечалось, в основе построения системы лежит прямоугольный треугольник АВС , в котором основанием является расстояние по горизонтали между точками опоры (d ) – чаще всего это длина или ширина возводимой постройки. Второй катет – превышение h. Ну а гипотенузой становится длина стропильной ноги между точками опоры – L. Угол при основании (α) определяет крутизну ската кровли.
Теперь рассмотрим основные аспекты выбора конструкции и проведения расчетов несколько подробнее.
Каким образом будет создаваться необходимый уклон ската?
Принцип расположения стропил – параллельно друг другу с определенным шагом, с необходимым углом уклона ската – общий, но достигаться это может различными способами.
- Первый заключается в том, что еще на этапе разработки проекта здания высота одной стены (показано розовым) сразу закладывается с превышением h относительно противоположной (желтый цвет). Двум оставшимся стенам, идущим параллельно скату кровли, придается трапециевидная конфигурация. Способ- достаточно распространенный, и хотя несколько усложняет процесс возведения стен, зато предельно упрощает создание уже самой стропильной системы крыши - практически все для этого уже готово.
- Второй способ можно, в принципе считать разновидностью первого. В этом случае речь идет о каркасном строительстве. Еще на стадии разработки проекта в него закладывается то, то вертикальные стойки каркаса с одной стороны выше на ту же величину h по сравнению с противоположной.
На представленных выше иллюстрациях и на тех, что будут размещены ниже, схемы выполнены с упрощением – не показан мауэрлат, проходящий по верхнему торцу стены, или обвязочный брус – на каркасной конструкции. Это ничего не меняет принципиально, но на практике без этого элемента, являющегося основой для монтажа стропильной системы, не обойтись.
Что такое мауэрлат и как он крепится на стены?
Основная задача этого элемента – равномерное распределение нагрузки со стропильных ног на стены здания. Правила подбора материала и на стены дома – читайте в специальной публикации нашего портала.
- Следующий подход практикуется в том случае, когда стены имеют равную высоту. Превышение одной стороны стропильных ног над другой может быть обеспечено установкой вертикальных стоек необходимой высоты h .
Решение несложное, но конструкция получается, на первый взгляд, несколько нестабильной – у каждого из «стропильных треугольников» есть определенная степень свободы влево - вправо. Это достаточно просто устраняется креплением поперечных брусьев (досок) обрешетки и зашивкой прямоугольной фронтонной части крыши с фасадной стороны. Оставшиеся по бокам фронтонные треугольники также зашиваются деревом или другим удобным для владельца материалом.
крепление для стропил
- Еще одно решение проблемы – это монтаж кровли с применением односкатных ферм. Такой способ хорош тем, что есть возможность после проведения расчетов идеально собрать и подогнать одну ферму, а затем, взяв ее в качестве шаблона, изготовить на земле необходимое количество точно таких же конструкций.
Подобную технологию удобно применять в том случае, когда , в силу своей большой длины, требуют определенного усиления (об этом речь пойдет чуть ниже).
Жесткость всей стропильной системы заложена уже в конструкции фермы - достаточно установить эти сборки на мауэрлат с определенным шагом, закрепиться на нем, и соединить затем фермы обвязкой или поперечными брусьями обрешетки.
Еще одно достоинство такого подхода –ферма выполняет и роль стропильной ноги, и балки перекрытия. Таким образом, существенно упрощается проблема термоизоляции перекрытия и подшивки потока – все для этого уже сразу будет готово.
- Наконец, еще один случай – он подойдет для той ситуации, когда односкатная кровля планируется над возводимой около дома пристройки.
С одной стороны стропильные ноги опираются на стойки каркаса или же стенку возводимой пристройки. С противоположной стороны находится капитальная стена основного здания, и стропила могут опираться на зафиксированный на ней горизонтальный прогон, либо на индивидуальные крепления (кронштейны, закладные бруски и т.п.), но также выровненные по горизонтали. Линия крепления этой стороны стропильных ног также делается с превышением h.
Обратите внимание, что несмотря на различия в подходах к монтажу односкатной системы, во всех вариантах присутствует тот же «стропильный треугольник» - это будет важно для проведения расчетов параметров будущей крыши.
В какую сторону предусмотреть скат кровли?
Казалось бы – праздный вопрос, однако, с ним необходимо определиться заранее.
В некоторых случаях, например, если , вариантов особых и нет – скат должен располагаться только в направлении от здания, чтобы обеспечивался свободный сток ливневой воды и талого снега.
На отдельно стоящем строении уже есть определенные возможности выбора. Конечно, мало когда рассматривается вариант, при котором стропильную систему располагают таким образом, чтобы направление ската приходилось на фасадную часть (хотя не исключено и такое решение). Чаще всего уклон организовывают назад или в одну из сторон.
Вот здесь уже можно взять за критерии выбора внешнее дизайнерское оформление возводимого здания, особенности территории участка, удобство прокладки коммуникаций системы сбора ливневых вод и т.п. Но все равно следует иметь в виду определённые нюансы.
- Оптимальное расположение односкатной кровли – в наветренную сторону. Это позволяет минимизировать ветровое воздействие, которое может работать с подъемным приложением вектора силы, когда скат превращается в своеобразное крыло – ветер пытается сорвать кровлю вверх. Именно для односкатных крыш это имеет важнейшее значение. При ветре же в кровлю, особенно при небольших углах крутизны скатов, значение ветрового воздействия будет минимальным.
- Второй аспект выбора – это длина ската: его при прямоугольной постройке можно расположить вдоль нее или поперек. Здесь важно учесть то, что длина стропил без усиления не может быть беспредельной. Кроме того, чем длиннее пролет стропила межу точками опоры, тем толще должен быть в сечении пиломатериал, идущий на изготовление этих деталей. Эта зависимость будет пояснена чуть позднее, уже при проведении расчетов системы.
Тем не менее, практикуют правило, что свободная длина стропильной ноги обычно не должна превышать 4,5 метров. При возрастании этого параметра обязательно предусматриваются дополнительные элементы усиления конструкции. Примеры показаны на иллюстрации ниже:
Так, при расстоянии между противоположными стенами от 4.5 до 6 метров уже потребуется установка подстропильной ноги (подкоса), расположенной под углом в 45°, и упирающейся снизу на жестко закрепленный опорный брус (лежень). При расстояниях до 12 метров придется устанавливать по центру вертикальную стойку, которая должна опираться или на надежное перекрытие, или же даже на капитальную перегородку внутри здания. Стойка также упирается в лежень, а кроме того, в каждую из сторон устанавливается еще и подкос. Это тем более актуально в связи с тем, что стандартная длина пиломатериалов обычно не превышает 6 метров, и стропильную ногу придется делать составной. Так что без дополнительной опоры обойтись в любом случае не получится.
Дальнейшее увеличение длины ската приводит к еще большему усложнению системы – появляется необходимость установки нескольких вертикальных стоек, с шагом не более 6 метров, с опорой на капительные стенки, и со связыванием этих стоек схватками, с установкой тех же подкосов и на каждой стойке, и на обеих внешних стенах.
Таким образом, следует хорошо подумать, куда будет выгоднее сориентировать направление ската кровли еще и из соображений упрощения конструкции стропильной системы.
саморезы по дереву
Какой угол крутизны ската будет оптимальным?
В подавляющем большинстве случаев когда речь идет об односкатной кровле выбирается угол до 30 градусов. Это объясняется рядом причин, и самая главная из них уже упоминалась – сильная уязвимость именно односкатной конструкции к ветровой нагрузке с фасадной стороны. Понятно, что, следуя рекомендациям, направление ската ориентируют в наветренную сторону, но это вовсе не говорит о том, что ветер с другой стороны полностью исключается. Чем круче угол уклона – тем значительнее становится создающаяся подъемная сила, и тем большую нагрузку на срыв будет испытывать кровельная конструкция.
Кроме того, односкатные кровли с большим углом наклона смотрятся несколько несуразно. Конечно, это иногда используется в смелых архитектурно-дизайнерских проектах, но мы-то говорим о более «приземленных» случаях…
Слишком пологий скат, с углом уклона до 10 градусов, тоже не слишком желателен, по той причине, что резко возрастают нагрузки на стропильную систему от снежных наносов. Кроме того, с началом таяния снегов весьма вероятно появление наледи по нижнему краю ската, затрудняющей свободный сход талой воды.
Важным критерием выбора угла крутизны ската является и задуманное . Не секрет, что для различных кровельных материалов имеются определенные «рамки», то есть минимально допустимый угол уклона крыши.
Сам угол уклона ската может выражаться не только в градусах. Многим мастерам удобнее оперировать другими параметрами – пропорциями или процентами (даже в некоторых технических источниках можно встретить подобную систему измерений).
Пропорциональное исчисление – это отношение длины пролета (d ) к высоте подъема ската (h ). Может выражаться, например, соотношением 1:3, 1:6 и так далее.
То же соотношение, но уже в абсолютной величине и приведенное к процентам, дает несколько иное выражение. Например, 1:5 – это будет крутизна ската в 20%, 1:3 – 33,3 % и т.п.
Чтобы упростить восприятие этих нюансов, ниже размещена таблица с графиком-диаграммой, показывающей соотношение градусов и процентов. Схема полностью масштабирована, то есть по ней можно легко перевести одни величины в другие.
Красными линиями показано условное разделение кровель: до 3° – плоские, от 3 до 30° – крыши с малым уклоном, от 30 до 45° – средняя крутизна, и выше 45 – круто уклонённые скаты.
Синими стрелками и соответствующими им числовыми обозначениями (в кружках) показаны установленные нижние границы применения того или иного кровельного материала.
 |
|||
|---|---|---|---|
| № | Величина уклона | Тип допустимого кровельного покрытия (минимальный уровень уклона) | Иллюстрация |
| 1 | от 0 до 2° | Совершенно плоская крыша или с углом наклона до 2°. Не менее 4 слоев рулонного битумного покрытия, нанесенного по «горячей» технологии, с обязательной верхней посыпкой из мелкофракционного гравия, утопленного в расплавленную мастику. | |
| 2 | ≈ 2° 1:40 или 2,5 % | То же, что и в пункте 1, но будет достаточно 3 слоев битумного материала, с обязательной посыпкой | |
| 3 | ≈ 3° 1:20 или 5 % | Не менее трех слоев битумного рулонного материала, но без гравийной засыпки | |
| 4 | ≈ 9° 1:6,6 или 15 % | При использовании рулонных битумных материалов – не менее двух слоев, наклеенных на мастику горячим способом. Допускается использование некоторых типов профнастила и металлочерепицы (по рекомендациям производителя). | |
| 5 | ≈ 10° 1:6 или 17% | Асбестоцементные шиферные волнистые листы усиленного профиля. Еврошифер (однулин). | |
| 6 | ≈ 11÷12° 1:5 или 20 % | Мягкая битумная черепица | |
| 7 | ≈ 14° 1:4 или 25 % | Плоский асбестоцементный шифер усиленного профиля. Профнастил и металлочерепица – практически без ограничений. | |
| 8 | ≈ 16° 1:3,5 или 29 % | Листовая сталь кровельная с фальцевым соединением соседних листов | |
| 9 | ≈ 18÷19° 1:3 или 33 % | Шифер асбестоцементный волнистый обычного профиля | |
| 10 | ≈ 26÷27° 1:2 или 50 % | Натуральная керамическая или цементная штучная черепица, сланцевые или композитные полимерные плитки | |
| 11 | ≈ 39° 1:1,25 или 80 % | Кровельное покрытие из щепы, дранки, натурального гонта. Для любителей особой экзотики –камышовая кровля | |
Владея подобной информацией и имея намётки на будущее кровельное покрытие, будет проще определиться с углом крутизны ската.
металлочерепица
Как задать необходимый угол ската?
Обратимся вновь к нашей базовой схеме «стропильного треугольника», размещенной выше.
Итак, чтобы задать необходимый угол уклона ската α , необходимо обеспечить возвышение одно стороны стропильной ноги на величину h . Соотношения параметров прямоугольного треугольника известны, то есть определить эту высоту – сложности не представит:
h = d × tg α
Значение тангенса – это табличная величина, которую несложно отыскать в справочной литературе или в таблицах, опубликованных в интернете. Но чтобы максимально упростить нашему читателю задачу, ниже размещен специальный калькулятор, который позволит выполнить расчеты буквально за несколько секунд.
Кроме того, калькулятор поможет решить, при необходимости, и обратную задачу – изменяя угол уклона в определенном диапазоне подобрать оптимальное значение превышения, когда именно этот критерий становится определяющим.
Калькулятор расчета превышения верхней точки установки стропильной ноги
Каркас крыши должен быть надежным и прочным. Но без грамотно проведенных расчетов этого достигнуть сложно. В процессе проведения вычислений определяют, на каком расстоянии ставить стропила на крыше.
К чему может привести неверный или неточный расчет нагрузок, которым подвергнется стропильная конструкция? К самым негативным последствиям, начиная от деформации стропильных ног и порчи покрытия кровли и заканчивая обрушением основания каркаса крыши. Поэтому при проектировании зданий в перечне обязательных расчетов имеются данные, какое должно быть расстояние между стропилами крыши. Существует определенная методика, позволяющая рассчитать эту величину.
Методика вычисления расстояния между стропилами
Расстояние между стропилами на крыше получило название шаг стропил. Как правило, шаг стропильных ног в конструкции крыши обычно превышает один метр, а минимальный промежуток колеблется в пределах 60 сантиметров.
Расчет необходимого количества стропил для кровли определенной длины и шаг стропил производят следующим образом:
Стропильная конструкция под металлочерепицу
При строительстве загородной частной недвижимости металлочерепичную кровлю можно встретить чаще всего. Этот кровельный материал похож на настил, выполненный из глиняной черепицы, но по сравнению с ним имеет ряд достоинств. Листовую металлическую черепицу легко монтировать, поэтому возвести крышу можно в более короткие сроки, стропильная система под металлочерепицу также не отличается сложностью.
Металлочерепица легче, чем керамическая продукция, различие в весе иногда достигает 35 килограммов из расчета на квадратный метр в зависимости от толщины изделий (прочитайте также: " "). Благодаря значительному снижению веса настила кровли появляется возможность уменьшить толщину элементов стропильной конструкции и размеры сечения брусков обрешетки, увеличить шаг установки стропил.
Под металлочерепичное покрытие стропильные ноги монтируют с расстоянием от 600 до 950 миллиметров, при этом сечение материала изготовления конструкции составляет 150 на 50 миллиметров. По мнению специалистов, в данном случае, если разместить между стропилами утеплитель толщиной в 150 миллиметров, то такая теплоизоляция позволит создать комфортные условия для пребывания в помещении мансарды. В то же самое для большей надежности желательно выбрать 200-миллиметровый утеплитель.
При монтаже стропил для обеспечения вентиляции пространства, которое заполнено утеплителем, в стропилах около верхней кровли сверлят отверстия, имеющие диаметр 10-12 миллиметров.
Технология создания стропильной системы под металлочерепицу не имеет существенных отличий от конструкций для других видов кровельных материалов. Единственная особенность заключается в том, что у стропил верхняя опора монтируется на коньковый прогон сверху, а не сбоку на коньковый брус. Наличие свободной зоны между стропилами обеспечивает циркуляцию воздуха под настилом кровли, а это в силу использования материала из металла понижает риск появления конденсата.
Стропильная система односкатной крыши, основные преимущества и характеристики ").
Расстояние между стропилами двускатной крыши делают с учетом размера теплоизолятора, который укладывают между ними. Примерный шаг между стропильными ногами 1-1,2 метра (читайте: " "). Стропилами регулируют величину свеса кровли.
