Как рассчитать длину стропил

Как рассчитать длину стропил, особенности стропильных систем

Одним из важнейших и неотъемлемых элементов любого здания является кровельная конструкция, от прочности и надежности которой зависит как внешний вид всего дома, так и комфортабельность проживания в нем. Для обеспечения максимально длительного эксплуатационного срока кровли необходимо грамотно выполнить расчет количества стропил на крышу, их длину, сечение и расстояние между ними.

Стропильная конструкция должна быть достаточно надежной, чтобы справляться с:

• весом кровли и покрывающего ее кровельного материала;
• давлением, оказываемым атмосферными осадками;
• воздействием ветров;
• весом людей, выполняющих строительные, ремонтные и прочие работы на крыше, а также весом их оборудования и инструментов.

Поэтому так важно, чтобы все расчеты были выполнены правильно, с учетом используемых материалов, а также климато-географических особенностей местности, в которой осуществляется строительство.

Составные части стропильных систем

В состав стропильных систем входят следующие конструкционные элементы:

• стропильные ноги, установленные под уклоном;
• вертикально ориентированные опоры;
• наклонные подкосы;
• горизонтально расположенные балки, обеспечивающие связывание нижних частей стропил.

Каждый из этих элементов играет свою роль в целостной системе, поэтому рассматривать их следует исключительно в комплексе, понимая, что при отсутствии даже одного из них конструкция не будет полноценной.

Расчет стропил односкатной крыши, равно как и двух- или четырехскатной, должен производиться с максимальной точностью, поскольку любая ошибка в итоге негативно скажется на прочности кровельной системы, которая может обрушиться под воздействием мощных порывов ветра или больших объемов снега. Избежать этого можно благодаря использованию специальных таблиц для расчета стропильных систем односкатной крыши. в которых есть все необходимые данные, позволяющие осуществить расчет сечения стропил в зависимости от их длины и ширины шага. Также существуют калькуляторы расчета стропильных систем. которые выдают требуемые значения на основе введенных данных.

Виды стропильных конструкций

Для сооружения системы стропил могут использоваться самые различные материалы.

В зависимости от этого стропильные конструкции могут быть:

• деревянными;
• металлическими;
• железобетонными;
• комбинированными (деревометаллическими).

Наиболее широкое распространение получили деревянные и металлические стропильные системы, так как они являются наиболее практичными и функциональными. Необходимо учитывать, что расчет шага стропил должен осуществляться с учетом материала, который будет использоваться для покрытия кровли: чем больший вес будет иметь этот материал, тем меньше должен быть шаг, и тем более мощными должны быть стропила.

В зависимости от способа возведения стропильные конструкции могут быть:

• наслонными, обустраиваемыми в домах, имеющих внутренние несущие стены;
• висячими, используемыми при необходимости перекрыть большие пролеты до семи – двенадцати метров) в зданиях, конструкция которых не предусматривает наличия внутренних несущих стен или опор.

Стропильные системы состоят из стропильных ног, ригелей, подкосов, стоек, затяжек, а также других конструкционных элементов, применяемых в случае необходимости.

Большее распространение получили стропила наслонного типа, что связано с их меньшей стоимостью по сравнению с висячими стропилами, а также более простым монтажом. Иногда также можно встретить конструкции, в которых совмещены висячие и наслонные стропила.

Особенности конструирования стропильных систем

При возведении опорной кровельной системы чрезвычайно важно следить за тем, чтобы каркас кровли имел высокую жесткость, так как от этого зависит прочность, надежность и долговечность крыши в целом. Достигается это за счет правильного соединения стропил друг с другом. Также необходимо следить за тем, чтобы каркас имел прочное крепление к коробке строящегося здания, чтобы в случае сильных порывов ветра крышу не сорвало (детальнее: «Как построить каркас односкатной крыши «).

В частном домостроении чаще всего в качестве кровельных каркасов применяют системы деревянных стропил. Их преимущества заключаются в простоте изготовления и монтажа, а также в сравнительно невысокой стоимости. С тем, как рассчитать количество стропил для конкретного дома, их длину или сечение, также не возникает никаких трудностей, поскольку существуют специальные таблицы и калькуляторы для расчета. Более того, даже в случае наличия каких-либо ошибок или недочетов во время строительства стен здания деревянные стропила достаточно просто обработать и придать им требуемую форму или размер. При необходимости без проблем можно выполнить сращивание стропил по длине. которая нужна по проекту.

Если говорить о металлических стропилах, то они не только дороже, но и значительно сложнее поддаются обработке; железобетонные же конструкции подогнать на месте практически невозможно.

В зависимости от используемого для строительства стен материала выбирается соответствующая опора для стропил:

• в брусчатых домах опорой служат верхние венцы;
• в деревянных домах каркасного типа – верхняя обвязка;
• в каменных и кирпичных домах – дополнительно устанавливаемые опорные брусья.

Как рассчитать балки междуэтажного перекрытия, подробная инструкция:

Чтобы кровельная конструкция получилась надежной и долговечной, важно знать, как рассчитать длину стропил, их количество, а также сечение брусьев.

При этом необходимо проведение нескольких связанных друг с другом расчетов:

• расчет прочности стропильных балок, позволяющий определить максимально допустимую для них нагрузку, превышение которой приведет к поломке стропил (читайте: «Расчет деревянной балки перекрытия «);
• расчет вероятности деформации стропильных балок, дающий возможность оценить нагрузку, которую балки способны выдержать, прогибаясь, но не ломаясь. При этом необходимо обращать внимание на то, что значение прогиба стропильных балок, независимо от конфигурации крыши, не должно превышать 0,4 процента от всей длины участка.

Рассмотрим на конкретном примере, как рассчитать значение прогиба стропил. К примеру, есть стропила, длина которых составляет 6000 миллиметров. Умножаем это число на 0,4% (0,004) и получаем 24 миллиметра. Необходимо понимать, что даже в случае небольшого превышения этого значения конструкция стропил может довольно существенно деформироваться, что вызовет значительное прогибание кровли.

Перед тем, как рассчитать сечение стропил, необходимо учесть такие показатели:

• устойчивость и прочность крыши. Необходимые значения можно найти в готовых таблицах, разработанных опытными специалистами;
• прогиб крыши. Для его определения можно воспользоваться строительными нормами и правилами, касающимися норм проектирования деревянных конструкций.

При выполнении расчетов необходимо также принимать во внимание угол наклона сооружаемой кровли, ее различные параметры и характеристики, показатели материалов, используемых для сооружения стропильной системы.

Для сведения вероятности ошибки к минимуму под рукой всегда должна быть таблица расчета стропил, которая позволит быстро выяснить значение того или иного параметра. Рассмотрим на практике, как рассчитать шаг стропил. зная их длину и сечение (читайте также: «Как рассчитать стропила на крышу «). Допустим, стропильная система будет сооружаться из балок длиной 4 метра. Если они будут иметь сечение 8х16 сантиметров, то между ними следует оставлять метровое расстояние; при сечении 8х18 сантиметров шаг можно увеличить до 1 метра 40 сантиметров; если же сечение стропил будет составлять 9х18 сантиметров, то их можно устанавливать на расстоянии 1 метра 80 сантиметров. Аналогично следует поступать, если вы не знаете, как рассчитать высоту стропил: измеряете сечение бруса, и смотрите по таблице рекомендованную длину (прочтите также: «Как ставить стропила на дом «).

Также сегодня на специализированных веб-сайтах предлагаются различные варианты онлайн-калькуляторов, позволяющих рассчитать шаг стропил, их длину или необходимое сечение. Все что от вас потребуется – ввести известные данные, и система автоматически выдаст требуемое значение. Пользоваться такими калькуляторами чрезвычайно удобно, так как они не требуют проведения самостоятельных расчетов, что, в свою очередь, снижает вероятность возникновения ошибки, которая при возведении кровли может привести к весьма неприятным последствиям, вплоть до обрушения всей конструкции.

Расчёт стропил.

Расчёт длины стропил.

Чтобы высчитать длину стропильной ноги понадобится теорема Пифагора, которая трактуется следующим образом — в прямоугольном треугольнике квадрат длины гипотенузы равен сумме квадратов длин катетов.

То есть известно расстояние a — это расстояние снизу до верхней точки внутренней стороны стропила, b — это половина ширины крыши, необходимо узнать расстояние c .

с²=a²+b² То есть с²=(2*2)+(3*3) То есть с²=4+9=13

Далее прибавляем расстояние выноса d и получаем длину внутренней части стропильной ноги. Так же вынос можно осуществить при помощи доски, прикрепляемой к стропильной ноге.

Расчёт сечение стропил.

Сечение доски, используемых для изготовления стропильных ног и других элементов стропиловки, будет зависеть от длины стропил, шага их установки и расчетных величин ветровых и снеговых нагрузок по данному региону.

В данной таблице указаны рекомендуемые значения, соответствующие возможным максимальным нагрузкам на стропильную конструкцию для Подмосковья и Москвы. Они не заменят полноценного расчета несущей способности стропильной конструкции, но их вполне можно рассматривать для простых кровельных конструкций.

Шаг установки стропил (м)

Длина стропильного элемента (м)

Программа для расчёта сечения стропил.

Стропила применяемые на крышах до 30 градусов являются изгибаемыми. Поэтому нагрузка применяемая на изгиб элемента не должна превышать расчётное сопротивление на изгиб. На крышах с уклоном более 30 градусов следует рассчитывать нагрузку не только на изгиб но и на сжимающее усилие, действующее вдоль оси стропила.

Подобрать сечение материала исходя из подобных данных можно при помощи формул.

Так же для подбора сечения стропильных ног, подкосов, стоек, затяжек и прочих элементов стропильной системы можно воспользоваться программой Stropila. Для её использования понадобится установленный microsoft office.

Для использования программы понадобится установленный microsoft office.

Посоветуйтесь, обсудите с друзьями.

Как рассчитать длину стропил двухскатной крыши: пример

Как правильно рассчитать длину стропил двухскатной крыши

Крыша дома является несущей конструкцией, которая на себя принимает всю внешнюю нагрузку (вес кровельного пирога, свой собственный вес, вес снежного покрова и пр.) и передает ее на все несущие стены дома или на внутренние опоры.

Помимо своих эстетических и несущих функций, кровля является конструкцией ограждающей, отделяя от внешней среды помещение чердака.

Это каркас, к которому прикреплена кровля.

Все нагрузки воспринимает именно этот скелет.

Состоит стропильная система из:

• стропильных ног;
• мауэрлата;
• прогонов боковых и прогона конькового;
• подкосов, диагональных связей, раскосов.

Когда все эти элементы (кроме мауэрлата) связывают между собой, то получается стропильная ферма.

Основой такой фермы является треугольник, который является самой жесткой из геометрических фигур.

Основным элементом каркаса крыши являются стропила.

Расчет стропил

Перед тем, как непосредственно начать расчет стропил, следует выяснить, какие нагрузки будут оказывать влияние на кровлю дома.

То есть на стропильные ноги.

Нагрузки, действующие на каркас кровли, принято разделять на постоянные и переменные.

Постоянные – это те нагрузки, которые действуют постоянно, независимо от времени суток, времени года и пр.

Это вес всего кровельного пирога, вес дополнительного оборудования, которое может быть установлено на кровле (ограждение, снегозадержатели, аэраторы, антенны и пр.).

Переменные нагрузки появляются в определенное время года.

Когда снег ложится на кровлю — это очень приличный вес.

Но весной снег тает и нагрузка исчезает.

В любом случае ее следует учитывать.

То же самое с ветром.

Он не всегда есть, но когда дует сильный ветер, на каркас крыши действует довольно большое ветровое усилие.

Рассчитать параметры стропильной системы непросто.

И человеку неискушенному это вряд ли удастся.

Хотя попробовать стоит.

Просто при расчете нужно не забыть большое количество разных факторов, влияющих на кровлю.

Хотя бы вес самой стропильной системы со всеми элементами и крепежом.

Поэтому профессионалы пользуются для расчета стропил специальными компьютерными программами и калькуляторами.

Как узнать нагрузку на стропильные ноги?

Сбор нагрузок следует начинать с определения веса кровельного пирога.

Если вы знаете, какие материалы будут использованы и площадь скатов, то посчитать все несложно.

Принято высчитывать, сколько весит 1 квадратный метр кровли.

И затем умножать на количество квадратов.

Давайте для примера рассчитаем вес кровельного пирога.

Кровельным материалом является ондулин:

1. Ондулин. Квадратный метр ондулина имеет вес 3 кг.
2. Гидроизоляция. Если используется полимерно – битумная изоляция, то она весит 5 кг/метр квадратный.
3. Утеплитель. Вес одного квадрата базальтовой ваты составляет 10 кг.
4. Обрешетка. Доски 2.5 см толщиной. Вес квадратного метра 15 кг.

Все веса суммируем: 3+5+10+15= 33 кг.

Затем следует полученное в результате вычислений значение умножить на коэффициент 1,1.

Это поправочный коэффициент.

Получается 34,1 кг.

Столько весит 1 кв. метр нашего кровельного пирога.

И если общая площадь нашей крыши равняется 100 квадратов, то весить она будет 341 кг.

Расчет снеговой нагрузки

Существует карта снеговых нагрузок.

На ней указана масса снежного покрова в каждом регионе.

Снеговую нагрузку рассчитываем по такой формуле: S = Sg х µ.

S – это снеговая нагрузка.

Sg – это масса снежного покрова.

µ — поправочный коэффициент.

И зависит этот коэффициент от того, какой у вашей кровли угол наклона скатов.

О наслонных стропилах смотрите по ссылке. Фотографии различных конструкций наслонных стропил.

О расстоянии между стропилами двускатной крыши здесь. Оптимальное расстояние и как его рассчитать.

Чем этот угол больше, тем меньше значение этого коэффициента.

При углах наклона больше 60 градусов его вовсе не используют.

Так как снег на кровле не собирается.

Рассчитываем нагрузку от ветра

Как вся страна разбита на районы по массе снега, так же она разбита и по силе ветров.

И также существует специальная карта, на которой в каждом районе указывается сила ветра.

Для расчета нагрузок от ветра используют формулу:

Wo – показатель, взятый по карте.

k – это коэффициент поправки, зависящий от типа местности, где располагается здание, и его высоты.

Рассчитываем сечение стропильной ноги

Сечение стропил зависит от трех факторов:

• от длины стропила;
• от расстояния между перилами;
• от нагрузок, действующих на крышу.

Зная эти параметры, несложно по таблице определить размер сечения стропильной ноги .

Как рассчитать длину стропильных ног односкатной крыши

Из всех типов крыш односкатная является самой простой.

Сложные элементы в ней отсутствуют вовсе.

И установка ее производится на несущие стены, которые имеют разную высоту.

Такую кровлю устраивают на гаражах, банях, подсобных помещениях.

Чтобы вычислить, какова будет длина стропил односкатной крыши, следует определиться с углом наклона.

А зависит угол наклона ската, в первую очередь, от типа того кровельного материала, который вы хотите использовать.

В том случае, когда это профнастил, то оптимальный угол наклона составляет 20 градусов.

Но меньше 8 градусов угол делать запрещено!

Иначе в холодное время года под весом снежного покрова кровля не выдержит и попросту провалится.

Если вы будете укладывать металлочерепицу, то минимальный угол наклона увеличивается до 25 градусов.

При использовании шифера – 35 градусов.

Если кровля фальцевая, то угол наклона может быть разным: 18 — 35 градусов.

После того, как разобрались с углом наклона ската, необходимо поднять заднюю стену на такую высоту, чтобы получился желаемый угол.

Самое сложное в таких расчетах – это найти синус и тангенс.

Но для этого пользуются такой табличкой:

Угол наклона крыши, градусы

Для примера давайте найдем длину стропила и высоту поднятия стены фасада для дома длиной 5 метров.

Угол наклона составляет 25 градусов.

Для определения высоты поднятия передней стены Lbc х tg 25 = 5 х 0,47 = 2,35 метра.

Соответственно длина стропильной ноги Lc = 2,35 х 0,42 = 5,6 метра.

И не забудьте к полученной длине прибавить длину переднего и заднего свесов, которые необходимы для того, чтобы обеспечить стены здания защитой от косого дождя.

В среднем длина одного свеса составляет 0,5 метра.

Если требуется, эта длина может быть больше.

А вот меньше 0,5 метра нельзя.

Значит, к длине стропила следует прибавить 1 метр: Lc = 5,6 + 1 =6,6 метра.

Расчет для двускатной крыши

Стропильная система двускатной крыши намного сложнее стропильной системы крыши односкатной.

Там и элементов больше, и принцип ее работы несколько другой.

Если посмотреть на изображенный на рисунке прямоугольный треугольник, то можно увидеть, что гипотенуза b – это и есть наше стропило.

А длина его равняется длине катета, поделенной на косинус конкретного угла наклона скатов.

Например, если ширина дома равняется 8 метров, а угол наклона скатов составляет 35 градусов, то стропильная нога будет иметь длину:

b= 8 / 2 / cos 35 = 8 / 2 / 0.819 = 4,88 метра.

Теперь остается прибавить значение длины козырька, примерно 0,5 метра, чтобы получить искомую длину стропил.

Следует сказать, что это упрощенные варианты расчетов стропил.

Для того чтобы получить самые точные данные, лучше всего использовать специальные программы.

Например, бесплатная программа «Аркон».

Встроенный калькулятор по параметрам, заданным вами, сам высчитает и сечение стропильной ноги, и длину стропила.

Источники: http://kryshadoma.com/stropilnaya-sistema/kak-rasschitat-dlinu-stropil-osobennosti-stropilnykh-sistem.html, http://vashakrovlja.ru/stropilnaja_sistema/raschjot-stropil/, http://legkoe-delo.ru/remont-doma/legko-sdelat/25936-kak-rasschitat-dlinu-stropil-dvukhskatnoj-kryshi-primer