Кровельные
калькуляторы
Видео
инструкции

Самостоятельный расчет стропильной системы без калькулятора

Самый сложный этап в строительстве крыши – это точный расчет ее стропильной системы. Построить конструкцию слабой и подверженной силам атмосферы – значит получить протечки и разрушение кровельного материала уже в первый год. Но если перестраховаться и увеличить «на глаз» толщину и количество стропил, это повлечет за собой неоправданные расходы и дополнительную нагрузку для фундамента. А ее ко всему придется учитывать еще до того, как для будущего дома будет вырыт котлован.

Так что же делать? Сможет ли обычный человек, без нужного опыта, правильно рассчитать стропильную систему крыши? На самом деле в этом вопросе все же стоит довериться профессионалам. Но вы, зная все нюансы, будете уверены в качестве готовой крыши. Вы будете знать, что вас нанятые специалисты не обманывают и не пытаются сэкономить на материалах. Да и зная общие принципы подобного расчета, вам минимум будет под силу самостоятельно построить надежную беседку или навес.

Содержание

Почему так важна точность?

“Крыша любит точный расчет” — часто говорят эксперты. И ведь правда, ни одна часть дома не создаст таких проблем, как эта, если расчеты были произведены неверно. Подобные ошибки не только приводят к потерям в экономическом плане, но и в плане долговечности крыши. Согласитесь, не многие горят желанием производить частичную замену стропильной системы уже через пару лет, а до этого бороться с сыростью в дождливые дни и не выпускать из рук лопату в снежные. Поэтому куда проще изначально подойти к вопросу как рассчитать стропила и нагрузку на них правильно. Для общего понимания посмотрите этот видео-урок:

Так, еще сравнительно недавно все расчеты стропил двускатной крыши производились вручную, на бумаге. Со временем — при помощи несложных программ или в таблице Excel, а сегодня многие ведущие производители предоставили свои онлайн-калькуляторы. С их помощью вы не только подберете и рассчитаете необходимое количество кровельного покрытия, но и всю стропильную систему под него. Ведь сам производитель тоже заинтересован в том, чтобы ваша крыша с фирменным покрытием была надежной и вызывала доверие. Через такие специальные программы легко точно рассчитать длину стропил двухскатной крыши и параметры дополнительных элементов у вальмовой. И, казалось бы, что еще нужно?

Да, с одной стороны, часть онлайн-калькуляторов даже позволяет ввести при расчете сведения о регионе, где расположен дом. Это позволяет учитывать характер окружающей местности, наличие плотных застроек рядом, ветровые и снеговые нагрузки. Но калькуляторы не дадут вам полной гарантии на конечный результат, а потому подобными программами лучше подтверждать полученные данные, чем полностью опираться на них. Тем более, что при желании разобраться можно во всем. А для уверенности и проверки всех данных вам понадобятся такие инструменты:

Самостоятельный расчет стропильной системы без калькулятора

Расчет длины стропильных ног

Для начала мы рекомендуем вам разобраться с терминами стропильной системы, чтобы понять, с чем именно придется иметь дело.

Основной элемент кровельной фермы — это стропильные ноги, которые упираются в мауэрлат и поддерживают на себе обрешетку. Именно на них будет идти основная нагрузка, и важно, чтобы общее воздействие было распределено равномерно на все стропила. Приведем стандартные размеры этих элементов:

Самостоятельный расчет стропильной системы без калькулятора

Но как правильно выбрать сечение стропил и схему их расположения? Это зависит от веса кровли и угла ее наклона, а также характера местности, в которой ведётся строительство.

Так, например, в областях с значительным количеством осадков целесообразно строительство с уклоном кровли от 45°, ведь такой угол способствует быстрому удалению воды и снега. Тем не менее на устройство такой кровли у вас уйдет примерно в 1,5 раза больше строительного материала, чем для плоской, а если вы захотите сделать уклон крыши в 60° — то в 2 раза больше. А там, где нередки сильные ветры, лучше всего себя показывают пологие кровли.

В существующих нормативных документах уклон скатов крыш выражают по-разному – и градусах, процентах или в виде величин как отношение высоты к половине пролёта. Но бывает, что при строительстве дома так и не была разработана проектная документация, которая задаёт высоту устройства конька. Тогда просто на бумаге измеряют пролёт здания, определяют его центр и от него с помощью обычной линейки выносят вверх высоту, равную или ½ пролёта, или ⅓ половины пролёта (уклон 1:3), или любую другую:

Самостоятельный расчет стропильной системы без калькулятора

Как вы видите, для начальных расчетов достаточно знаний школьной геометрии.

Далее все достаточно просто, если в разрезе стропильная система представляет собой правильный треугольник с равными сторонами. Тогда достаточно узнать гипотенузу и добавить необходимую длину свесов.

К слову о свесах. Их длина должна составлять не менее 50 сантиметров, из которых 30 приходится на сами стропила. А дальше все зависит от самого кровельного материала: шифер обычно выпускают за пределы крыши на 40-50 см, керамическую черепицу — на 60-70 см, а стальные листы — на 90-100 см. И все для того, чтобы края кровли не обломились. При этом на длину свеса также влияют климатические особенности местности и архитектурный стиль самого дома.

Но как посчитать длину стропил двухскатной крыши с разными скатами, которые сейчас в моде? Это возможно при применении геометрических формул. Просто в этом случае вы будете иметь дело с уже двумя разными треугольниками. Даже в самых сложных случаях достаточно уметь будет делить крышу на более простые геометрические фигуры.

Толщина и расположение стропил

А вот с толщиной стропил и схемой их расположения уже все посложнее. Вам нужно будет брать во внимание немало моментов, начиная с качества древесины:

Самостоятельный расчет стропильной системы без калькулятора

Основные факторы, которые вам нужно будет учитывать:

  • вес стропильной конструкции;
  • угол наклона крыши;
  • вес кровельного пирога и кровельного покрытия;
  • снеговая и ветровая нагрузка;
  • расстояние между стропилами.

При этом сам расчет выполняют по так называемому методу предельных состояний. Эта точка, при которой конструкции больше не могут сопротивляться внешнему давлению и начинают разрушаться. Рассмотрим виды этого давления особенно внимательно.

Расчет снеговой и ветровой нагрузок

Правильный расчет стропил двухскатной крыши начинается с определения ветровой нагрузки определенной местности. Ведь именно эта форма обладает наибольшей парусностью, другими словами — наиболее уязвима для ветра. А он действует на скаты с подъемной силой. Именно из-за этого в сильную бурю над улицами порой летают целые листы кровли:

Самостоятельный расчет стропильной системы без калькулятора

Посмотреть и рассчитать ветровую нагрузку вы сможете по карте вашей местности.

А теперь давайте рассмотрим, как рассчитать стропила на двухскатную крышу с учетом возможного веса снежных шапок. Причем речь идет о действительно серьезной нагрузке: мокрый снег способен скапливаться до 700-800 кг на каждом квадратном метре кровли!

Узнайте среднюю снеговую нагрузку вашего региона и сопоставьте ее с имеющимся уклоном кровли:

Самостоятельный расчет стропильной системы без калькулятора

К слову, именно зимой на стропильную систему воздействуют сразу все нагрузки: и статические, и динамические. Вот почему стропила всегда рассчитывают на максимум. А это два предельных состояния: разрушение и прогиб. Вот почему всегда учитывается коэффициент 0,8 от несущей способности. Чтобы вам было легче разобраться, приведем вам такие примеры:

Самостоятельный расчет стропильной системы без калькулятора

Нагрузка от веса кровельного пирога

В зависимости от устройства крыши, ее кровельный пирог может быть практически пустым, либо заполненным настолько, что будет способен оказывать немалый вес.

Все зависит от вида чердачного помещения. Если чердак холодный, в нем будет утеплено только перекрытие, а саму кровлю укладывают прямо на стропила с тонкой гидроизоляционной мембраной. Если же речь идет о мансарде, которую будут использовать круглогодично, тогда придется утеплять не только перекрытие, но и скаты. А это уже утеплитель и внутренняя обшивка в дополнение к самому кровельному покрытию.

Сам утеплитель подбирают в зависимости от особенностей региона, в котором идет строительство. Например, в жарких районах массивной теплоизоляции не нужно, а вот в северных краях кровельный пирог продумывают с особенной тщательностью.

Вес обшивки вы сможете легко рассчитать сами: просто умножьте объемный вес, указанный на упаковке, на толщину листов. Например, один только внешне хрупкий гипсокартон в среднем весит 10,6 кг/м². Более точные параметры и обшивки, и утеплителя всегда можно узнать по указанным производителем техническим характеристикам.

И, наконец, со стороны улицы кровельный пирог закрывают финишным покрытием. Чем тяжелее материал и чем плотнее он уложен, тем меньше может быть уклон крыши, и наоборот:

Самостоятельный расчет стропильной системы без калькулятора

Но также важно учитывать вес обрешетки, которую приходится укладывать под кровельные листы. Если это деревянные бруски, то рассчитывайте на 10-12 кг/м². А под отдельные виды покрытий укладывают сплошные доски или листы:

Самостоятельный расчет стропильной системы без калькулятора

Плюс под современные кровельные покрытия дополнительно применяют контробрешетку, уложенную перпендикулярно обрешетке.

Учет совокупности всех нагрузок

Теперь, если у вас определена нагрузка на каждый скат, вам нужно произвести ее расчет на каждое стропило. Это сделать достаточно просто: разделить полученное число на шаг расположения стропильных ног:

Самостоятельный расчет стропильной системы без калькулятора

При этом не забывайте, что нагрузка действует не только на стропильные ноги, но и продольные оси решетен:

Самостоятельный расчет стропильной системы без калькулятора

И когда у вас будут на руках все необходимые данные, рассчитайте параметры стропил по специальным формулам:

Самостоятельный расчет стропильной системы без калькулятора

Вот как это выглядит на практике:

Самостоятельный расчет стропильной системы без калькулятора

Как учитывать дополнительные факторы?

Также всегда помните о том, что рассчитывать стропильную систему в ее “идеальном” состоянии — неправильно. Ведь в этом случае мы изначально полагаемся на то, что на скаты давит равномерная, распределенная нагрузка. Но в жизни так не бывает.

Так, даже на самый ровно падающий снег в один из последующих дней будет воздействовать ветер. Он станет наметать снеговые мешки в несколько мест кровли, и на одном из скатов нагрузка получится больше, чем на другом. А солнце на южной стороне крыше начнет подтапливать снег. Тот потихоньку станет сползать и давить на карнизные свесы.

При такой неравномерной нагрузке стропильная система крыши статически неустойчива, и ее может спасти только жестко закрепленный коньковый прогон. Для этого конек встраивают прямо во фронтон стены либо подпирают его стропилами вальмовой крыши. Ведь только при невозможности горизонтального смещения конька крыша считается максимально надежной, почему и четырехскатные конструкции при всей своей сложности пользуются популярностью.

Хотя при должном подходе крыша даже самой сложной формы выдержит самую снежную зиму, бури и другие капризы погоды.

Поделитесь опытом, оставьте свой комментарий