Как вычислить длину стропил двухскатной крыши
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.
Основой крыши любого дома является стропильная система.
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.
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:
- Ондулин. Квадратный метр ондулина имеет вес 3 кг.
- Гидроизоляция. Если используется полимерно – битумная изоляция, то она весит 5 кг/метр квадратный.
- Утеплитель. Вес одного квадрата базальтовой ваты составляет 10 кг.
- 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.
Еще о минимальном уклоне кровли.
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 | Тангенс tgA | Синус sinA |
|---|---|---|
| 5 | 0,09 | 0,09 |
| 10 | 0,18 | 0,17 |
| 15 | 0,27 | 0,26 |
| 20 | 0,36 | 0,34 |
| 25 | 0,47 | 0,42 |
| 30 | 0,58 | 0,5 |
| 35 | 0,7 | 0,57 |
| 40 | 0,84 | 0,64 |
| 45 | 1,0 | 0,71 |
| 50 | 1,19 | 0,77 |
| 55 | 1,43 | 0,82 |
| 60 | 1,73 | 0,87 |
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.
Для расчета длины стропильной ноги воспользуемся теоремой Пифагора. 
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.
Видео о программе расчета стропил.
Как рассчитать длину стропил двухскатной крыши, учитывая нагрузки – правила расчета
В статье пойдет речь о том, как рассчитать стропила на двухскатную крышу и вычислить различные нагрузки, приходящиеся на кровлю.
Крыша в здании предназначена для удержания внешних нагрузок и их перераспределения на несущие стены или опорные сооружения. К таким нагрузкам относится вес кровельного пирога, масса самой конструкции, вес снежного покрова и так далее.
Крыша располагается на стропильной системе. Так называется каркасная конструкция, на которую фиксируется кровля. Она принимает все внешние нагрузки, распределяя их по опорным сооружениям.
- Мауэрлат;
- Подкосы и раскосы;
- Боковые и коньковые прогоны;
- Стропильные ноги.
Стропильной фермой называется конструкция, включающая в себя все перечисленные элементы за исключением мауэрлата.
Расчет нагрузок двухскатной крыши
Перед тем, как рассчитать длину стропил двухскатной крыши и прочие параметры, необходимо определить нагрузки, приходящиеся на кровлю дома, вернее, на стропильные ноги. Их принято разделять на постоянные и переменные.
Постоянные нагрузки
Первым видом называются такие нагрузки, которые действуют на кровлю всегда (в любой сезон, время суток и так далее). К ним относится вес кровельного пирога и различного оборудования, установленного на крыше. Например, вес спутниковой антенны или аэратора. Необходимо вычислить вес всей стропильной конструкции вместе с крепежами и различными элементами. Профессионалы для выполнения этой задачи используют компьютерные программы, а также специальные калькуляторы.
Расчет двухскатной кровли основывается на вычислении нагрузок на стропильные ноги. В первую очередь нужно определить вес кровельного пирога. Задача довольно простая, необходимо просто знать используемые материалы, а также размеры крыши.
В качестве примера вычислим вес кровельного пирога с материалом ондулин. Все значения берутся приблизительно, высокая точность здесь не требуется. Обычно строители выполняют расчеты веса квадратного метра кровли. А потом данный показатель умножается на общую площадь крыши.
Кровельный пирог состоит из ондулина, слоя гидроизоляции (в данном случае — изоляции на полимерно-битумной основе), слоя теплоизоляции (будет вестись расчет веса базальтовой ваты) и обрешетки (толщина досок составляет 25 мм). Вычислим вес каждого элемента по отдельности, а потом сложим все значения.
Расчет кровли двухскатной крыши:
- Квадратный метр кровельного материала весит 3.5 кг.
- Квадратный метр гидроизоляционного слоя весит 5 кг.
- Квадратный метр утеплителя весит 10 кг.
- Квадратный метр обрешетки весит 14 кг.
Теперь вычислим общий вес:
3.5 + 5 + 10 + 14 = 32.5
Полученное значение нужно умножить на коэффициент поправки (в данном случае он равен 1.1).
32.5 * 1.1 = 35.75 кг
Получается, что квадратный метр кровельного пирога весит 35.75 кг. Остается умножить данный параметр на площадь крыши, тогда получится рассчитать двухскатную крышу.
Переменные нагрузки на кровлю
Переменными называются такие нагрузки, которые действуют на крышу не постоянно, а сезонно. Ярким примером является снег в зимнее время. Снежные массы оседают на кровле, создавая дополнительное воздействие. Но весной они тают, соответственно, давление снижается.
К переменным нагрузкам относится и ветер. Это тоже погодное явление, которое действует не всегда. И таких примеров очень много. Поэтому важно учитывать переменные нагрузки при расчете длины стропил двускатной крыши. При вычислении нужно брать во внимание множество различных факторов, воздействующих на крышу здания.
Теперь подробнее рассмотрим снеговые нагрузки. При расчете данного параметра нужно использовать специальную карту. Там размечена масса снежного покрова в различных регионах страны.
Для вычисления данного вида нагрузки используется следующая формула:
Где Sg — показатель местности, взятый по карте, а µ — поправочный коэффициент. Он зависит от уклона крыши: чем уклон сильнее, тем меньше коэффициент поправки. И тут есть важный нюанс — для крыш с уклоном от 60 o его совсем не учитывают. Ведь с них снег будет просто скатываться, а не скапливаться.
Вся страна разделена на районы не только по массе снега, но и по силе ветров. Имеется специальная карта, на которой можно узнать данный показатель в определенной местности.
При расчете стропил кровли ветровые нагрузки определяются по следующей формуле:
Где x — коэффициент поправки. Он зависит от месторасположения строения и его высоты. А Wo — параметр, выбранный по карте.
Расчет размеров стропильной системы
Когда с расчетом всех видов нагрузок покончено, можно переходить вычислению размеров стропильной системы. Выполнение работы будет отличаться в зависимости от того, какая конструкция крыши планируется.
В данном случае рассматривается двухскатная.
Сечение стропильной ноги
Расчет стропильной ноги основывается на 3 критериях:
- Нагрузки из предыдущего раздела;
- Удаленность перил;
- Длина стропил.
Существует специальная таблица сечений стропильных ног, в которой можно узнать данный показатель, основываясь на вышеописанных критериях.
Длина стропил в двускатной крыше
Теперь разберемся, как рассчитать кровлю двухскатной крыши. Для такой конструкции требуется монтаж более сложной стропильной системы.
При расчетах вручную потребуются базовые знания геометрии, в частности — теоремы Пифагора. Стропило — гипотенуза прямоугольного треугольника. Ее длину получится узнать, если разделить длину катета на косинус противолежащего угла.
Рассмотрим конкретный пример:
Требуется расчет длины стропил двухскатной крыши для дома с шириной 6 м, у которого наклон скатов равен 45 o . Пусть L будет длиной стропил. Подставим все данные в формулу.
L = 6 / 2 / cos 45 ≈ 6 / 2 / 0.707 ≈ 4.24 метра.
К полученному значению нужно прибавить длину козырька. Она приблизительно равна 0.5 м.
4.24 + 0.5 = 4.74 метра.
На этом исчисление длины стропил для двухскатной крыши закончено. Это был ручной способ выполнения задачи. Существуют специальные компьютерные программы, предназначенные для автоматизации данного процесса. Проще всего использовать «Аркон». Это полностью бесплатная программа, с которой легко разберется даже плохо разбирающийся в компьютерах человек.
Достаточно просто указать вводные параметры на основании размеров дома. Программа самостоятельно выполнит расчеты и покажет необходимое сечение, а также длину стропил двускатной крыши.
Калькулятор расчета длины стропильных ног
Основу любой конструкции крыши составляют стропила – именно на них впадают основные нагрузки при эксплуатации. Вполне разумно предполагать, что расчет стропильных ног является ключевым моментом при проектировании всей системы.
Калькулятор расчета длины стропильных ног
А одним из ключевых параметров в этом вопросе становится длина стропильной ноги – от нее зависят в дальнейшем расчет сечения пиломатериала, установка дополнительных опорных элементов и другие особенности конструкции. Чтобы быстро и точно определиться с этим линейным параметром, можно использовать предлагаемый калькулятор расчета длины стропильных ног.
Цены на крепления для стропил
Калькулятор располагает определенной универсальностью – подходит для различных типов крыш. Необходимые пояснения будут приведены ниже.
Калькулятор расчета длины стропильных ног
Как проводится расчет?
В основу расчетов положена всем известная теорема Пифагора, позволяющая найти длину гипотенузы по известным значениям катетов.
- Одним из катетов выступает во всех случаях высота конька (конькового узла для шатровой крыши или превышение одного края крыши – для односкатной системы). Калькулятор для расчета высоты конька – по ссылке.
- Второй же катет зависит от типа стропильной системы. Это хорошо показано на расположенной ниже иллюстрации.
Расположение стропильных ног в различных типах крыш
1 – односкатная крыша.
2 – простая двускатная крыша.
3 – вальмовая крыша.
4 – шатровая крыша.
Все эти зависимости учтены в программе калькулятора – необходимо лишь выбрать направление расчета.
Кроме того, калькулятор позволяет вычислить для вальмовой и шатровой крыши длину как основных, так и самых длинных – накосных стропильных ног. При этом имеется в виду, что эти системы имеют «классический» тип – шатровая крыша возведена над квадратным зданием, а вальмовая — имеет одинаковые углы крутизны на боковых и вальмовых скатах.
Рассчитанная длина – от конька до мауэрлата. Если требуется за счет стропил создать еще и карнизный свес кровли, то потребуется удлинение ног или их наращивание кобылками. Определить размер этого удлинения поможет другой калькулятор расчета – по ссылке.
Чем привлекает и как устроена вальмовая крыша?
Этот тип крыши обладает и интересным внешним видом, и эксплуатационной надежностью. Об особенностях стропильной системы вальмовой крыши подробно рассказывается в специальной статье портала.
Рассчитываем длину стропил и свесов двускатной крыши
При проектировании частного дома необходимо учитывать множество различных параметров. Если их рассчитать неверно, то прочность строения будет под большим сомнением. То же самое касается и крыши дома. Здесь еще до начала строительства нужно выяснить и высоту конька, и площадь кровли и многое другое, в том числе и рассчитать длину стропил. А о том, как сделать последние вычисления и пойдет речь пойдет в данной статье.
Какой тип крыши
Как рассчитать длину стропил? Этот вопрос заинтересует всех, кто самостоятельно строит дом. Но чтобы ответить на него, стоит вначале выяснить множество других параметров. В первую очередь стоит определиться с типом крыши, ведь именно от этого и будет зависеть длина ската и стропил. Самым распространенным вариантом считается двухскатная конструкция. Но и тут есть несколько вариантов, а именно:
-
Симметричная – это самый распространенный тип двухскатной крыши. Ее популярность обуславливается простотой конструкцией и несложным расчетом всех необходимых параметров. Еще один плюс – это равномерное распределение нагрузок на стропильную систему. Но есть и недостатки. Не очень рациональное использование площадей. Это особенно важно, если вы соберетесь сделать на чердаке жилую комнату. Большое количество острых углов создает множество «глухих» зон, рационально использовать которые невозможно.
