Рассчитываем длину стропил и свесов двускатной крыши

Как определить угол наклона?

Для вычисления угла наклона в расчёт берут материал кровли:

• не менее 22 градусов для шифера (иначе – вода попадёт в зазоры);

• металлочерепица – не менее 14 градусов (в противном случае листы сорвёт сильным ветром);

• профилированный настил – не менее 12 градусов;

• битумочерепица – не более 15 градусов (при превышении слезание элементов с крыши, ибо закрепляются они на мастике).

Рулонные материалы – угол в 3-25 градусов. Параметр определяется количеством слоёв: чем их больше, тем выше угол наклона. При повышении угла наклона чердак увеличивается в объёме, а с ним и количество материалов, затраченных на возведение крыши.

Можно вместо крыши установить толстое перекрытие –и покрыть его битумом. В этом случае перекрытие отбортовывается на небольшую высоту со всех сторон по периметру. В любом месте бортика просверливается отверстие для стока воды, в которое вводится водосток. Тогда и крыша не нужна как таковая – чердак будет полностью отсутствовать. Но такое решение имеет ряд недостатков, один из которых – образование толстого слоя ряски и водорослей на рубероиде, выполняющем роль мощной гидроизоляции. К тому же зимой там будет скапливаться снег и лёд. Летом это перекрытие будет перегреваться, отчего в доме будет очень жарко.

Разберемся, как рассчитывается угол ската.

1. Для треугольника чердака в разрезе вычисляется тангенс острого угла, на который и наклоняются стропила, обрешётка и кровля. Этот тангенс равен отношению высоты кровли к полудлине основания (перекрытия). Число должно получиться равным менее единицы.

2. Арктангенс («обратный тангенс») полученной величины в сумме даёт угол в радианах, который переводится в градусы (радиан равен приближённо 57 градусам).

Угол наклона крышного настила (стропила, обрешётка и кровля) может быть вычислен и экспериментально. Некоторые мастера оценивают данную величину лишь по теореме Пифагора и общим рекомендациям к углу наклона, располагая конкретными досками (например, 6-метровыми) для балок и стропил. Иногда бывает, что строительство дома – начиная с закладки фундамента – происходит в соответствии с длиной заранее купленных досок и/или бруса, идущих на стропильную систему и имеющихся в данный момент в продаже. То есть квадратура дома, если позволяет площадь участка, рассчитывается с крыши (стропильной системы), под будущие стропила которой и подгоняется закладка фундамента и выкладка стен. Это делают, чтобы не тратить лишнее время на перерасчёт и лишнее пиление/сращивание досок, а сразу же изменить проект должным образом, не подгоняя крышу под него.

Снеговые и ветровые нагрузки на примере

Длина стропильной ноги должна быть подобрана таким образом, чтобы кровля смогла удерживать большие нагрузки снеговых осадков. Снег будет давить на кровлю тем сильнее, чем меньший угол уклона у нее будет. Если возводится практически плоская односкатная кровля, то сечение стропильных ног должно быть как можно больше, а их шаг – как можно меньше. Кроме этого, если уклон кровли менее 25º, то потребуется систематически проводить ее очистку.

Перед тем как посчитать длину стропил нужно определить снеговую нагрузку, для чего можно воспользоваться формулой S = Sg × µ, где:

Sg – значение снегового покрова на 1 м 2 , которое выбирается из таблиц СНиП, и определяется регионом, в котором возводится дом;

µ – корректировочный коэффициент, который зависит от угла наклона кровли: для ската с уклоном до 25° – 1,0; а для ската с уклонами 25-60° – 0,7.

Для тех скатов, угол наклона которых находится на отметке более 60 °, снеговые нагрузки в расчет не берутся.

Ветровые нагрузки можно вычислить по формуле W = Wo × k, где:

Wo – справочная величина вашего региона (можно найти в справочных таблицах);

k – корректировочный коэффициент, который определяется высотой постройки и типом местности – открытого типа (поле, степь или побережье), или закрытого (лес, застройка).

Общие принципы расчёта стропильной системы

Самыми важными несущими частями стропильной системы двухскатной кровли здания являются мауэрлат, ригель и стропила. Мауэрлат работает на сжатие, поэтому его сечение можно взять условно.

Ригель и стропильные ноги испытывают на себе изгибающий момент.

Расчёт таких конструкций производится по прочности и по жёсткости. Для небольших зданий можно выбрать их сечение приблизительно, но для серьёзных построек, в целях безопасности и экономии материала расчёт стропильной системы должен выполнить профессионал.

Нагрузка от собственного веса кровли

Чтобы выполнить расчёт необходимо знать нагрузку на 1 м.кв. кровли.

Для этого нужно сложить массы 1 м.кв. всех кровельных материалов:

1. подшивка (если она есть, чаще всего выполняется из гипсокартона);
2. стропильные ноги. Чтобы посчитать какой вес стропил приходится на квадратный метр кровли нужно найти массу погонного метра стропильной ноги и разделить это число на шаг стропил в метрах. Для расчёта можно принять приблизительное сечение стропила, площадь этого сечения необходимо умножить на плотность древесины;
3. утеплитель (если он есть). Плотность утеплителя должна быть указана производителем, её необходимо умножить на толщину;
4. обрешётка. Для обеспечения запаса в расчёт можно брать сплошную обрешётку. Например, 1 м.кв. обрешётки из доски толщиной 32 мм будет весить приблизительно 25 килограмм;
5. кровельный материал. Масса 1 м.кв. покрытия обычно указывается производителем.

Снеговая нагрузка

Снеговая нагрузка для каждой местности своя и равняется весу снегового покрова на горизонтальной плоскости.

На территории России она может принимать значения от 80 до 560 килограмм на метр квадратный. В интернете можно легко найти карту распределения снеговой нагрузки и выбрать нужное число исходя из района строительства.

Угол наклона кровли

Угол наклона кровли достаточно легко рассчитать, зная геометрию и имея под рукой инженерный калькулятор или стандартный калькулятор на персональном компьютере.

Если разделить высоту подъема кровли на расстояние от конька до карниза в плане, получается уклон кровли в долях или тангенс угла наклона. Для того чтобы вычислить угол, достаточно лишь найти арктангенс.

Если использование инженерного калькулятора вызывает затруднения, арктангенс можно найти с помощью калькулятора онлайн.

Расчёт шага стропил

Шаг стропил мансардной кровли следует выбирать из соображений удобства монтажа утеплителя. Маты обычно имеют ширину 60 сантиметров, поэтому шаг стропил стоит выбирать так, чтобы расстояние между ними в чистоте составляло 58 или 118 сантиметров. Два сантиметра позволят установить плиты утеплителя очень плотно, что позволит ему держаться между стропилами и улучшит теплоизоляцию.

Длина стропильной ноги

Длину ноги легко вычислить по формуле:L / cosα,
здесь L – это расстояние от конька крыши до внутренней поверхности наружной стены в плане, а cosα – это косинус угла наклона кровли. При жёстком креплении нужно прибавить величину врубки.

Сечение стропильной ноги

Сечение стропильной ноги нужно подбирать кратным размеру досок и бруса.

Пример простого расчёта сечения стропильной ноги:

1. находим нагрузку на 1 погонный метр стропила.q = (1.1*масса 1 м.кв. кровли*cosα + 1.4*нормативная снеговая нагрузка* cosα2)* шаг стропил;
2. находим W.W = q*1,25*полёт стропил/130;
3. решаем уравнение:W = b*h2/6.
   В этом уравнении b – ширина сечения стропильной ноги, а h–высота.

Для решения нужно задаться шириной и найти высоту, решив простое квадратное уравнение. Ширину можно назначать 5 см, 7.5 см, 10 см, 15 см. При небольших пролётах ширина 15 см нецелесообразна.

Для расчета стропильных систем существуют всевозможные таблицы, программы, онлайн калькуляторы.

Калькулятор расчёта высоты конька стропильной системы

В самом начале работы по проектированию конструкции крыши своего дома или какого-либо здания хозяйственного назначения перед владельцем обязательно возникнет ряд первоочередных вопросов. Это, прежде всего, сама разновидность стропильной системы, угол наклона скатов, планируемое кровельное покрытие, высота конструкции в коньковой части.

Калькулятор расчёта высоты конька стропильной системы

Эти вопросы только на дилетантский взгляд кажутся разноплановыми, а на самом деле – они тесно переплетены между собой, взаимозависимы один от другого. Так, например, различные типы кровельного покрытия имеют свои ограничения по углу крутизны скатов, а тот в свою очередь напрямую зависит от высоты конька крыши. Предлагаем применить представленный ниже калькулятор расчёта высоты конька стропильной системы. Он не только поможет рассчитать нужные параметры, но и даст возможность оценить различные варианты, чтобы проще было принять наиболее приемлемое решение.

Пояснения по проведению расчетов.

Если рассмотреть любую стропильную систему, то ее можно разложить на треугольники, подчиняющиеся строгим законам тригонометрии. Так, высоту конька можно рассматривать одним из катетов прямоугольного треугольника с гипотенузой, являющейся линией, определяющей направление и крутизну ската кровли. Примеры для нескольких типов крыш приведены на схеме ниже.

Цены на крепления для стропил

Характерные примеры для расчета высоты конька для различных стропильных систем

1 – односкатная система.

2 – простая двускатная система.

3 – вальмовая система.

4 – шатровая система.

В любом из представленных случаев определяющими величинами будут являться:

Угол крутизны ската

Обратите внимание, что гипотенуза треугольника, определяющая направление и крутизну ската у разных систем проложена со своими особенностями, что необходимо учитывать при расчете.
Ширина здания. Если при односкатной стропильной системе она берется полной, то для трех других разновидностей крыши – делится надвое.

Калькулятор позволит решить и «прямую», и «обратную» задачи:

• По заданному углу крутизны кровли определить высоту конька, чтобы выйти на расчетное значение уклона.
• По уже предполагаемой или имеющейся высоте конька определить угол наклона, чтобы принять решение в пользу того или иного кровельного покрытия.

После того как будет рассчитана высота расположения конька (или конькового узла – для шатровой крыши), можно перейти к вычислению длины стропильных ног – для этого имеется специальный калькулятор.

Выбор типа крыши зависит от многих критериев, от рациональности и экономичности до чисто декоративного подхода. Подробнее об устройстве различных стропильных систем: односкатной , двускатной , вальмовой , шатровой – в отдельных публикациях нашего портала.

1. 5
2. 4
3. 3
4. 2
5. 1

3

Добрый день! Пожалуйста подскажите,- какой вид пароизоляции (тип A,B,C,D) я должен приобрести,или быть может это будет просто полиэтиленовая плёнка для изоляции пришиваемых досок (в моём случае6 30_ка) к верхним балкам перекрытия в бане.И как правильно изоляция стелится под балки,потом доски,или на доски снизу изнутри бани,никак не могу разобраться,нет точных определений,кто что твердит.И какой стороной крепиться изоляция?Пожалуйста ответьте более точно,у нас стропильная система уже сделана и ребята хотят подшивать доску,но никто точно не знает на доски,под доска на брус,под брус и.т.д Спасибо.

Игорь, здравствуйте! Как следует из вашего вопроса — вы работаете над баней?. В таком случае вам не подойдут указанные типы пароизоляций (тип A,B,C,D), а необходим фольгированный материал с индексом F. Если речь идет об Изоспане, то это FB — на основе крафт-бумаги, FD или FS — на основе полипропиленовой пленки. А вот FX на базе вспененного полиэтилена подойдет для предбанника или моечной, а для парной — уже нет, так как невысока верхняя граница его термостойкости. Материал — всегда фольгой в сторону помещения. Теперь — о его месте. Смотря чем вы можете пожертвовать. Пароизоляция должна защитить деревянные детали конструкции от переувлажнения со всеми вытекающими последствиями. Понятно, что балки перекрытия защищать надо то есть слой изоляции — однозначно под ними. Доска 30-ка нашивается прямо на балки, так? Безусловно, «жертвовать» такой толстой доской — вроде бы жалко, то есть пароизоляция должна разместиться ниже ее. Но и оставлять фольгированный потолок в бане — не хочется, то есть можно закрыть пароизоляцию затем слоем вагонки или тонкой доски. Вот этот, самый нижний, слой уже не будет иметь полноценной защиты от пара, то есть и будет выступать в роли «жертвы», которую не жалко будет поменять через несколько лет активного пользования баней.

Строительство двухскатной крыши пошагово

Монтаж мауэрлата двухскатной крыши

Мауэрлат принимает на себя всю нагрузку от крыши и передает ее на стены, поэтому в качестве мауэрлата выбирают достаточно толстый и крепки брус. Толщину выбирают исходя из толщины стены, на которую он опирается. Как правило толщину мауэрлатного бруса стремятся выбрать равной или приближенной к толщине стены.

Укладывать мауэрлат необходимо заподлицо с внешней частью стены, прочно соединив их вместе. Для соединения мауэрлата со стеной еще на этапе возведения стен закладываются (заливаются в армопояс) анкерные болты или проволока. Если в качестве крепежа используется проволока, то после укладки бруса он крепко обвязывается этой проволокой вокруг и остается в таком виде крепко закрепленной. В случае, если в стену были замурованы анкерные болты, в мауэрлате предварительно сверлятся сквозные отверстия, которыми брус насаживается на болты и затягивается сверху гайками с широкими шайбами.

Важно также не забыть уложить слой гидроизоляционного материала в виде прокладки между стеной и мауэрлатом. В качестве гидроизоляции, как правило, используется рубероид или подобные материалы

Подробнее о закреплении мауэрата рассказано в данном видео

Установка стропил двухскатной крыши

После того как подготовлено основание, приступают к сборке стропильной системы двухскатной крыши. Монтаж стропил можно выполнить несколькими способами: устанавливать стропила сразу на крыше или некоторые элементы конструкции выполнить на земле, а затем поднять с помощью специального оборудования в место установки. Правильно выставить стропила на двухскатную крышу своими руками без помощи напарника достаточно проблематично, поэтому лучше воспользоваться помощью, чтобы не ошибиться и не свести на нет все усилия.

Чтобы проще было крепить брусья, на каждой стене стоит разметить точки крепления и соединить противоположные стены балками (лежнями), на которые будут установлены стойки для подпорки стропил. На стойки устанавливается коньковый брус, который является направляющим для установки стропильной системы. Для того чтобы соединить стропила максимально точно, чтобы весь скелет из стропил был одинаковый, пользуются шаблонами. Так вы сможете избежать провалов и перекосов в кровле.

После установки конькового бруса приступают к самой ответственной части – монтажу стропил (уже скрепленных между собой или отдельно)

При этом важно постоянно следить за уровнем и ровностью установки. Крепят стропила между собой, как правило, на гвозди или при помощи железных скоб

Распространенные схемы выставления стропил на двухскатную крышу и их крепления друг с другом показаны на рисунке ниже.

После выполнения каркаса крыши требуется выполнить установку вспомогательных крепежей для улучшения жесткости кровли. Для этого устанавливают подкосы и средние коньки.

Предлагаем вам посмотреть видео, в котором наглядно показана установка стропил своими руками для двухскатной кровли.

Обрешетка двухскатной крыши

Обрешетка двухскатной крыши в простейшем случае представляет собой монтаж поперечных досок на стропила для укладки на нее кровельного материала. Но, как правило, современная кровля представляет собой более сложный пирог из различных слоев.

После установки обрешетки крыша накрывается слоем гидроизоляции, слои которой монтируются с напуском друг на друга, а стыки скрепляются скотчем.

Следующим шагом идет закрепление контробрешетки – планок, закрепляемых под углом 90 градусов к основной обрешетке. Это нужно для обеспечения вентилируемого зазора в пироге кровли для избавления от влаги.

На заключительном этапе монтажа двухскатной крыши  производят укладку кровельного покрытия, выбор которого, как было сказано в начале статьи, зависит как от нескольких факторов, включая финансовую составляющую

Внешние работы по установке крыши заканчиваются подшивкой карнизов и обустройством фронтонов, если они не являются частью стен. После этого переходят к внутренним отделочным работам и утеплению крыши, если в этом есть необходимость. Подробно об утеплении кровли мы поговорим в следующих статьях.

Стоит отметить, что построить двухскатную крышу своими руками не так сложно, главное правильно произвести расчеты и пошагово следовать пунктам инструкции, чтобы не упустить важных моментов при монтаже.

Односкатная крыша

Односкатная конструкция

При строительстве бани, многие решают сооружать односкатную крышу. В отличие от других типов, односкатную сделать значительно проще. Так, для ее обустройства нет необходимости возводить сложную стропильную систему. А если баня пристраивается к другому строению, то такая кровля будет продолжением существующей

Но несмотря на кажущеюся простоту при ее изготовлении важно учитывать ряд нюансов, например уклон

Угол уклона крыши определяется исходя из нескольких факторов, например, насколько большая снеговая и ветровая нагрузка в вашем районе. Также на определение угла влияет и выбранный кровельный материал. Если в вашем регионе количество снега большое, то угол наклона следует сделать более крутым от 15°. Это позволит снегу быстро сходить с поверхности, а также упростит его очистку. Если же в вашем регионе преобладают сильные ветра, то крышу, наоборот, необходимо сделать более пологой.

Ниже приводится диаграмма, на которой указывается допустимый угол наклона кровли при том или ином кровельном материале:

График уклона кровли

Конструкция крыши

Сама по себе конструкция очень простая. Угол ее наклона создается за счет перепада высоты двух противоположных стен. При этом также можно обустроить и чердачное помещение (по желанию). Если чердака не будет, то крыша одновременно может являться и потолком бани. Изнутри ее необходимо будет утеплить и подшить. Если же будет обустраиваться чердак, то необходимо дополнительно сделать перекрытие между чердаком и помещением.

Кровля имеет опору на стропила, которые укладываются на стены бани. Стропила монтируются с шагом от 0,6 м до 1,2 м. Сверху стропил изготавливается обрешетка, слой гидроизоляции и кровельный материал.

В качестве кровельного покрытия можно использовать профнастил, металлочерепицу, битумную черепицу, ондулин. Крайне редко выбирают шифер, так как этот материал значительно утяжеляет вес готовой односкатной крыши.

Для изготовления подобной кровли, необходимо иметь следующий набор материалов и инструментов:

• доска 40×60 мм для изготовления стропил и балок перекрытия;
• влагостойкая фанера или доска для изготовления обрешетки;
• гидроизоляционный материал;
• кровельное покрытие;
• доска для подшивки потолка;
• пленка для пароизоляции с металлизированным покрытием;
• утеплитель – базальтовая, стеклянная или минеральная вата;
• электролобзик;
• степлер;
• молоток;
• рулетка;
• нож;
• шуруповерт;
• антисептик для покрытия дерева.

Пошаговая инструкция

Формирование односкатной крыши начинается при возведении стен, т.е. одну выполняете более высокой. Если баня прямоугольная, то обычно это одна из длинных стен. Дальше процесс строительства выглядит следующим образом (на примере постройки из бруса):

• Если планируется выполнить чердак, то на уровне низкой стены необходимо сделать пазы по всему периметру для балок потолочного перекрытия. Расстояние может соответствовать расстоянию между стропилами. Паз тщательно обрабатывается антисептиком для дерева.
• Далее согласно размеру, выпиливаете балки перекрытия из толстой обрезной доски.
• Концы балок будут укладываться в изготовленные пазы. Для этого их необходимо пропитать полимерной гидроизоляционной мастикой и обернуть в рубероид.
• Крепление выполняется при помощи металлических скоб или шпилек к стене.
• На верхний брус укладываются стропила (мауэрлат). Чтобы их стянуть можно использовать металлические пластины или шпильки. Если длина ската между балками перекрытия и стропилами превышает 4 м, то дополнительно установите подкосы или опоры.

Установка стропил

• Фронтон крыши можно зашить досками.
• Если обустраивается чердак, то обязательно во фронтоне делается вентиляционное окно. В противном случае под кровлей будет накапливаться пар, что приведет к появлению конденсата.
• Поперек стропил сверху укладываете гидропароизоляционную пленку. Она должна немного провисать. Сверху нее к стропилам закрепляете бруски, а после, фанеру, для сплошной обрешетки или доски с шагом 0,5 м. Сплошная обрешетка необходима для укладки мягкой кровли, а разреженная – под ондулин, металлочерепицу и т.п.
• После этого выполняется монтаж выбранного вами кровельного материала. Если это будет металлочерепица или профнастил, то их следует укладывать внахлест на одну волну. Для крепления используются специальные саморезы с уплотнительной резинкой.
• После монтажа кровельного материала необходимо закрепить ветровую, карнизную планку и конек.

Завершающим этапом будет утепление. О тонкостях выполнения этой работы, будет говориться в этой статье.

Расчет стропильной системы

Материалы для кровли крыши Чтобы посчитать, в каком количестве материалов нуждается кровля, производят калькуляцию в такой последовательности:

1. Сначала кладут мауэрлаты по периметру здания, поскольку это самый главный элемент. Для этого необходимо знать длину всех сторон дома, поскольку данный элемент закрепляется на них. Для этих целей выбирают брусья или бревна толщиной от 10 см. Для домов из бруса или бревен он не нужен, поскольку в качестве мауэрлатов выступает верхний ряд кладки или обвязка. В кирпичных домах сначала укладывают гидроизоляцию, а поверх нее мауэрлаты. Чтобы рассчитать вес этого элемента с сечением бруса от 10х10 до 25х25 см, используют формулу m=rV, где:
   • r — плотность дерева;
2. V — общий объем мауэрлата.
3. Объем определяют по формуле V=SL, где: S — сечение бруса;
4. L — длина бруса.

Перед калькуляцией стропил определяют их высоту. Например, для двухскатной крыши высотой 4 м и прямоугольной формой дома со сторонами 8 и 10 м, стропила устанавливают поперек 10 м стороны. Обычно выбирают хвойные породы, поскольку они меньше других боятся влаги. Расчет производят на калькуляторе, согласно теореме Пифагора: а = √(в2 + (с/2)2), где;

• а — длина стропила;

в — высота крыши;
с — ширина здания и выпуски под карнизы по 0,5 м;
а = √(42 + (9/2)2) = 6,02 м.
Сечение стропильного бруса может быть различное. Для этих целей специалисты используют таблицы. Для выбранного примера минимальное сечение должно быть 5х20 см, если длина древесины 6 м, а шаг 60 см. Для расчета шага следует знать полную нагрузку. Основной считается вес всей конструкции, а второстепенной — осадки, вес кровельщиков, ветер и пр.
Если используется брус с сечением 5х20 см, то его необходимо поставить 17 пар. Таким образом, общая его длина составляет 205 м, если длина одной пары стропил 6 м. Этот элемент является основой всей конструкции, поэтому его следует тщательно высчитывать. Материал должен быть высокого качества, без трещин, желательно полное отсутствие сучков или их минимальное количество.
Контробрешетка фиксируется к стропилам, чтобы создать воздушное пространство между обрешеткой и гидроизоляцией. Для этих целей применяют бруски толщиной 20-50 мм. Метраж материалов рассчитывается относительно общей длины стропильного бруса.
Количество обрешетки зависит от материала покрытия. Если планируется использовать битумную черепицу или профильные листы, то кладут сплошную обрешетку. Для глиняной черепицы следует устанавливать дощечки часто. Если данный элемент кладут плотно, то применяют доски. Для частичной обрешетки используют брусья толщиной от 50 мм.
Также используются стойки из бруса толщиной 10-15 см. Они придают конструкции дополнительные жесткость и прочность.

Для каждого региона существуют таблицы, в которых указаны рекомендованные размеры для каждого элемента. В них учитывается среднегодовые осадки, сила ветра в разное время года и другие параметры.

Определение сечения стропилин

Стропильные ноги крыш различной крутизны выполняют неоднозначную работу. На стропила пологих конструкций действует в основном изгибающий момент, на аналоги крутых систем к нему добавляется еще сжимающее усилие. Потому в расчетах сечения стропил обязательно учитывается наклон скатов.

На стропильные ноги крыш указанной крутизны действует лишь изгибающее напряжение. Рассчитываются они на максимальный момент изгиба с приложением всех видов нагрузки. Причем временные, т.е. климатические нагрузки используются в вычислениях по максимальным показателям.

У стропилин, имеющих только опоры под обоими собственными краями, точка максимального изгиба будет находиться в самом центре стропильной ноги. Если стропилина уложена на три опоры и составлена из двух простых балок, то моменты максимального изгиба придутся на середины обоих пролетов.

У цельной стропилины на трех опорах максимальный изгиб будет в районе центральной опоры, но т.к. под изгибающимся участком находится опора, то направлен он будет вверх, а не так как у предыдущих случаев вниз.

Для нормальной работы стропильных ног в системе необходимо выполнить два правила:

• Внутреннее напряжение, сформированное в стропилине при изгибе в результате приложенной к ней нагрузки, обязано быть меньше расчетного значения сопротивления пиломатериала на изгиб.
• Прогиб стропильной ноги должен быть меньше нормируемого значения прогиба, который определен соотношением L/200, т.е. прогнуться элементу разрешается только на одну двухсотую долю его реальной длины.

Дальнейшие вычисления состоят в последовательном подборе размеров стропильной ноги, которые в результате удовлетворят указанным условиям. Для вычисления сечения имеются две формулы. Одна из них используется для определения высоты доски или бруса по произвольно заданной толщине. Вторая формула применяется для расчета толщины по произвольно заданной высоте.

В вычислениях необязательно пользоваться обеими формулами, достаточно применить только одну. Полученный в итоге расчетов результат проверяют по первому и второму предельному состоянию. Если расчетная величина получился с внушительным запасом по прочности, вводимый в формулу произвольный показатель можно уменьшить, чтобы не переплачивать за материал.

Если расчетная величина момента изгиба получится больше, чем L/200, то произвольное значение увеличивают. Подбор проводится в соответствии со стандартными размерами имеющихся в продаже пиломатериалов. Так подбирают сечение до того момента, пока не будет подсчитан и получен оптимальный вариант.

Рассмотрим простой пример вычислений по формуле b = 6Wh². Предположим, h = 15 см, а W это отношение M/R_изг. Величину М вычислим по формуле g×L2/8, где g – суммарная нагрузка, вертикально направленная на стропильную ногу, а L – это длина пролета, равная 4 м.

R_изг для пиломатериалов из хвойных пород принимаем в соответствии с техническим нормами 130 кг/см2. Допустим, суммарную нагрузку мы рассчитали заранее, и она у нас получилась равной 345 кг/м. Тогда:

M = 345 кг/м × 16м2/8 = 690 кг/м

Чтобы перевести в кг/см делим результат на 100, получаем 0,690 кг/см.

W = 0,690 кг/см/130 кг/см2 = 0,00531 см

B = 6 × 0,00531 см × 152 см = 7,16 см

Округляем результат как положено в большую сторону и получаем, что для устройства стропил с учетом приведенной в примере нагрузки потребуется брус 150×75 мм.

Проверяем результат по обоим состояниям и убеждаемся в том, что нам подходит материал с рассчитанным сейчас сечением. σ = 0,0036; f = 1,39

Стропила крыш крутизной более 30º вынуждены сопротивляться не только изгибу, но и силе сжимающей их вдоль собственной оси. В этом случае помимо проверки по описанному выше сопротивлению на изгиб и по величине изгиба нужно рассчитывать стропилины по внутреннему напряжению.

Т.е. действия выполняются в аналогичном порядке, но проверочных расчетов несколько больше. Точно также задается произвольная высота или произвольная толщина пиломатериала, с ее помощью рассчитывается второй параметр сечения, а затем проводится проверка на соответствие вышеперечисленным трем техническим условиям, включая сопротивление сжатию.

При необходимости в усилении несущей способности стропилины вводимые в формулы произвольные значения увеличивают. Если запас прочности достаточно большой и нормативный прогиб ощутимо превышает вычисленное значение, то есть смысл еще раз выполнить расчеты, уменьшив высоту или толщину материала.

Подобрать первоначальные данные для производства расчетов поможет таблица, в которой сведены общепринятые размеры выпускаемых у нас пиломатериалов. Она поможет подобрать сечение и длину стропильных ног для первоначальных вычислений.

Как рассчитать ветровую нагрузку

В местностях, где дуют сильные ветра (например, в степных или прибрежных районах), особое внимание должно уделяться вопросу, как рассчитать стропила на крышу с учетом создаваемых этими ветрами нагрузок. 

Для этого пользуются следующей формулой:

W=Wo*k, где

Wo – нормативное значение ветровой нагрузки для конкретного ветрового района, которое можно найти в специальных таблицах;

k — коэффициент, позволяющий учитывать изменение ветрового давления в зависимости от высоты. Значение этого коэффициента также берется из таблицы, составленной с учетом местностей.

В таблице все местности разделены на две группы:

• открытые прибрежные районы, пустыни, тундры, степи и лесостепи;
• городские районы, лесные массивы и иные районы, территория которых равномерно покрыта препятствиями высотой не менее десяти метров. 

Определяемся с видом конструкции стропильной системы двускатной крыши

Подобный вариант крови используется уже давно. За многие столетия люди придумали множество вариантов стропильной системы двухскатной крыши. Каждый из них подходит для определенного случая. Поэтому, прежде чем приступить к расчетам основных параметров крыши, нужно определиться с конструкцией стропильной системы. Самыми распространенными считаются наслонная и висячая. Рассмотрим их поподробнее.

Конструкция наслонных стропил двускатной крыши дома

Наслонные стропила

Если дом большой и имеет дополнительную несущую стену, расположенную строго посередине, то профессиональные строители выберут наслонную стропильную систему. Именно она обеспечит надежность всей конструкции кровли. Здесь стропильные пары кроме мауэрлата дополнительно упираются в осевую несущую стенку.

Подобная система состоит из следующих основных элементов:

1. Стропильные пары – это основа всей конструкции.
2. Прогон, он расположен над осевой несущей стеной. Этот элемент предназначен для того, чтобы поддерживать верхние концы стропильных пар.
3. Стойки, они служат для поддержки прогона. Нижним концом стойки упираются в осевую несущую стену.

Кроме того, в наслонную стропильную систему могут входить и другие элементы. Очень часто всю конструкцию усиливают подстропильной ногой. Верхний ее конец упирается в стропилу (как правило, ближе к коньку), а нижний в осевую несущую стену. Также в конструкции могут присутствовать схватки или ригели. Они необходимы для того, чтобы надежней скрепить стропильные пары.

Висячие стропила

Для небольших домов больше подойдет висячая конструкция. Здесь основная нагрузка ложится на мауэрлат. При идем на стены действует распирающая сила, которая передается от стропильных ног. Со временем такое воздействие может привести к деформациям. Чтобы этого не произошло, в конструкцию вносятся дополнительные элементы, а именно:

• в первую очередь – это затяжка. Она является неотъемлемой частью стропильного треугольника. Затяжка частично компенсирует распирающую нагрузку. Как правило, ее располагают в нижней части стропильного треугольника. В некоторых конструкциях используется приподнятая затяжка. В этом случае ее располагают чуть выше середины стропильной пары;
• ригель – это своеобразная разновидность растяжки. Он более короткий и расположен в самом верху стропильного треугольника;
• бабки – это дополнительная опора. Она может упираться в балку перекрытия или в затяжку расположенную внизу стропильной пары.

Кроме того, могут использоваться и подкосы. Они поддерживают середину стропил, упираясь в затяжку или в основание бабки.

Стропильная система чердака

Стропильная система чердака

Такая стропильная система двухскатной крыши своими руками является самой простой в техническом исполнении. Почему? Во-первых, потому что не нужно рассчитывать устройство стропил в зависимости от материала и расположения утеплителя.

А во-вторых, размеры сечения нам тоже не понадобятся.

Кроме того у этой системы есть еще несколько неоспоримых преимуществ:

• сечение стропил и брусьев обладает высоким запасом для несущей способности;
• эта форма очень надежна, так как нагрузка на конструкцию распределяется равномерно, и исчезает риск деформации стропильных ног;
• треугольная стропильная система – независимая конструкция, поэтому при возникновении неполадок в других элементах здания, она остается неповрежденной;
• балка, укладываемая с небольшим выступом, выполняет также функцию каркаса для всего веса кровли – а это дополнительная надежность всего здания в целом.