Как правильно рассчитать длину стропил двухскатной крыши

Расчет стропильной системы двухскатной крыши

Составление сметы на строительство предполагает грамотный расчет площади возводимой кровли – двухскатной крыши.

Для вычислений необходимо площадь крыши разделить на отдельные составляющие. После расчета отдельных элементов суммировать полученные данные. При расчетах используются базовые математические формулы.

Рассчитывая площадь, следует учесть следующее:

• при использовании черепицы и рулонных материалов длина скатов уменьшается на 0,7 м;
• свесы, брандмауэрные стены, парапеты;
• крайняя часть карниза и нижняя часть конька – две точки, устанавливающие точную длину ската;
• отверстия для вентиляции, окна кровли и мансарды, дымоходные трубы из расчетов исключаются;
• специфику кровельных материалов;
• детализированный план крыши.

Уклон определяется следующим образом: каждый элемент следует умножить на косинус угла наклона крыши

Важно то, что производимый расчет площади осуществляется по карнизным свесам. Более замысловатые и сложные конструкции кровли предполагают использование специальных программ

Иногда предпочтительней обратиться за помощью к специалистам.

Что необходимо знать перед расчетом?

Крыша, напоминающая в разрезе перевернутую литеру V, неспроста лидирует в списке скатных конструкций. По простоте сооружения и экономичности у двухскатной крыши практически нет соперников. Столетиями проверяемые на практике технологии строительства двухскатных крыш заложены в основе возведения большинства кровельных сооружений.

Незатейливые скатные плоскости не требуют сложного раскроя покрытия и прочих материалов, результатом которого становится внушительное количество отходов. Не нужны специфические ухищрения для воплощения замысловатых конфигураций. Осадки не задерживаются на наклонных поверхностях, поэтому нет необходимости в усилении гидроизоляции. В итоге устройство двухскатной крыши зачастую обходится дешевле односкатной.

Крыша с двумя скатами может быть самостоятельным объектом или частью комплекса сооружений аналогичной или отличной формы. Самый простой вариант ее не имеет встроенных слуховых окон и навесов над входным крыльцом, т.е. нет дополнительных переломов, хребтов и сопутствующих им ендов.

Отсутствие выпуклых и вогнутых углов лишает мастера «наслаждения» помучиться с рядом затруднительных операций. Опять же хозяева не получат мнимого удовольствия от протечек, нередко появляющихся в стыках скатных элементов крыши.

В принципе, любителям причудливой архитектуры никто не мешает оснастить два ската многочисленными встроенными конструкциями. Правда есть ограничения по климатическим признакам: в областях с высоким объемом зимних осадков возведение крыш с многочисленными составляющими нежелательно. В сформированных излишествами разжелобках создаются благоприятные условия для накапливания снежных залежей. Счищать их придется резвее обычного, а лишнее усердие в сфере удаления снега может стать причиной повреждения покрытия со всеми вытекающими.

Однако приверженцам простых и ясных форм тоже не стоит расслабляться. Конфигурация крыши углом должна быть идеально подобрана и рассчитана, иначе не сможет безупречно выполнять доверенную работу.

Несмотря на обманчивую элементарность, в определении оптимальной формы конструкции есть подвохи. Преодолеть и обойти их невозможно без знания технологических тонкостей, ведь все параметры сооружения взаимосвязаны:

• Ширина двухскатной крыши зависит от габаритов коробки и вида покрытия, которое в свою очередь влияет на подбор крутизны скатов.
• Уклон крыши зависит от климатических особенностей района строительства и от типа кровельного материала.
• Совокупность перечисленных обстоятельств, ширины и уклона, определяет высоту конструкции, которая в итоге может не соответствовать архитектурным требованиям и эстетическим соображениям.

У безукоризненно спроектированной крыши все пропорции подобраны идеально. Ширина и высота ее определяют подъем и уклон, необходимый для отвода осадков в конкретной местности. Ниже нельзя по техническим причинам, выше дорого и неразумно, если этого не требует уникальная архитектура.

Заметьте, что вкупе с увеличением крутизны растет бюджет строительства. Согласно уклону подбирают кровельный материал. Ориентируясь на его вес и специфику, проектируют и рассчитывают стропильный каркас. Расчет стропильного каркаса производят с учетом перечисленных параметров и с учетом нагрузок, действующих извне на конструкцию.

Взаимозависимость пропорций крыши, сложности устройства стропильного каркаса и нюансов подбора покрытия заставляет определять наилучшую форму путем банального подбора. Если что-то не подходит, заменяют или укрепляют несущие конструкции. Благо, и ассортимент на строительном рынке сейчас предостаточный, и для усиления сооружения разработаны всевозможные способы.

Если пугают предстоящие вычисления и перетасовка данных, лучше прибегнуть к беспроигрышному решению – типовому проекту. Не зря же за рубежом все дома одного населенного пункта оснащают крышами равной высоты и покрывают равнозначным по цвету и характеристикам материалом. Типизация позволяет выдержать ландшафтную идентичность и сократить расходы на проектировку.

Однако даже типовое проектное решение – не панацея от технических бед и эстетических недочетов. Нельзя забывать об индивидуальных габаритах коробки, над которой планируется возвести крышу. Соотечественниками отрицается уравниловка в высоте и крутизне, потому нам все же желательно разобраться с пропорциями кровельного сооружения.

Особенности устройства и расчет площади крыши

При устройстве двускатной крыши основная нагрузка приходится на две противоположные стены, обычно расположенные на одном уровне. Пространство под крышей имеет треугольное сечение и располагается между двумя скатами. Стороны неопорных стен поверхности называются фронтонами. Обычно двускатные крыши своими руками зашиваются досками или другим строительным материалом. Устройство крыши зависит от предполагаемого использования чердачного пространства. При использовании в качестве жилого помещения необходимо предусмотреть утепление всех стен помещения и окна. Мансарду часто устраивают со скошенными вверху стенами. Такой вариант позволяет значительно сэкономить на материалах.

Расчет общей поверхности необходим для определения количества приобретаемых материалов. Недостаток материалов приведет к задержке в работе и дополнительным затратам, излишек — к нерациональному расходованию средств. Чтобы не усложнять процесс строительства, желательно при проектировании воспользоваться следующими правилами:

• длина крыши должна соответствовать длине конька;
• длина скатов должна равняться расстоянию от карниза до конька;
• не нужно экономить на отверстиях для вентиляционных труб и дымоходов.

Полученные размеры необходимо перемножить между собой. Умножение длины конька на длину ската даст площадь одного ската. При одинаковой длине скатов их площади будут равны.

При устройстве более сложной (ломаной) крыши необходимо разделить конструкцию на прямоугольные элементы и аналогичным образом рассчитать их площадь. Если в конструкции присутствуют треугольные и другие элементы, их площадь нужно рассчитывать по соответствующим геометрическим формулам.

Специфика возведения вальмовой крыши

Расчёт стропильной системы при обустройстве вальмовой крыши имеет свои особенности

Важно правильно выполнить расчет угла наклона и сечения диагональных стропил, которые образуют треугольные скаты на торцах вальмовой кровли. Надежность вальмовой стропильной системы во многом зависит от несущей способности накосных стропил

конструкция и элементы вальмовой крыши

Схема вальмовой крыши может подразумевать применение наслонных или висячих стропил, либо их сочетания. Расчет таких элементов вальмовой кровли, как подкосы, затяжки, шпренгели выполняются исходя из нагрузок, которые будет испытывать стропильная система.

После предварительного расчета сечений и длины всех деталей каркаса вальмовой кровли важно сделать перерасчет с учетом веса используемого материала

Односкатная крыша своими руками: пошаговый монтаж

При начале строительства любой конструкции нужно сделать проект или схему с размерами основных элементов. Расчёт материалов и необходимых крепежей производится на основании размерных данных. Для исключения потери времени в процессе нужно иметь запас 5-10% от объёма.

Порядок работ

Односкатная крыша проста в устройстве, но нарушение технологии монтажаможет повлечь выход из строя всей конструкции ипромокание теплоизоляции и потери функциональности кровельного пирога.

Крепление мауэрлата

Брус укладывается заподлицо к стене из кирпича или блока. Между вертикальными поверхностями и деревянным элементом нужно проложить слой гидроизоляции из рубероида. Крепление к стене проводится металлическими стержнями или анкерными болтами с шагом 70-100 см.

Все деревянные элементы конструкции перед установкой необходимо обработать антисептическими составами для исключения преждевременного разрушения.

Стропильная система

На мауэрлате делается разметка для фиксации стропильных ног, и вырезаются пазы под углом, равным углу наклону ската крыши, средний шаг составляет 80 см.

Пошаговая инструкция по устройству конструкции:

1. Установка крайних стропильных ног в пазы на мауэрлате. Между ними нужно протянуть леску для выравнивания промежуточных конструкций. Укладка лежня для опорных стоек.
2. Монтаж укосин на каждой стропильной ноге, стоек и стяжки между мауэрлатом и лежнем из доски или бруса.
3. Установка ветрозащиты.
4. Фиксация стропильной конструкции лагами и обрешёткой.

Крепление проводится металлическими уголками, саморезами, болтами и гвоздями для жёсткой фиксации или элементами для скользящей системы.

Монтаж обрешётки

Устройство основания проводится,исходя из выбора кровельного покрытия: для рулонных материалов шаг доски составляет 1,5 м, для шифера 1 м, под монтаж штучных элементов и металлических листов делается сплошная обрешётка. Брус или доска устанавливаются поперёк стропил и прочно фиксируются.

Если строится тёплая крыша – это будет основанием для кровельного пирога и нужна будет контробрешётка для фиксации покрытия.

Крепление утеплителя, пароизоляции, гидроизоляции

Устройство тёплой кровли достигается послойной фиксацией материалов на стропильной системе. При монтаже лучше применять два слоя пароизоляции. Нижний фиксируется на обрешётку, а второй над утеплителем – это минимизирует процесс образования конденсата на кровельном пироге.

Этапы создания тёплой крыши:

1. Пароизоляционный материал раскладывается на обрешётке и крепится степлером.

Укладка гидроизоляционного слоя, который фиксируется на поверхности внахлёст 5-10 см. Материал не должен быть сильно натянут, нужно оставлять небольшое провисание для усадки.

Укладка утеплителя, начиная с нижнего отвеса к верхнему. Фиксация не проводится, но при сильном угле наклона кровли можно применить клеевые составы.

Крепление второго слоя пароизоляции с фиксацией степлером к стропильной конструкции..

Далее пирог зашивается контробрешёткой, которая будет основанием для кровли.

Крепление кровельного материала

От покрытия зависит количество и вид элементов для фиксации к стропильной системе. Независимо от вида материала, выкладку листов и размотку рулона начинают с нижнего яруса.

Крепёжные элементы для покрытий кровли:

ондулин фиксируется специальными гвоздями;

черепица крепится оцинкованными кляймерами или саморезами в местах с повышенной нагрузкой;

профнастил фиксируется кровельными гвоздями на верхней волне листа;

рубероид проклеивается на стыках мастикой и крепится на кровельные гвозди или саморезы с шайбами;

шифер фиксируется гвоздями и саморезами по верхней волне листа.

Как можно рассчитать высоту крыши дома?

Возведение крыши — один из ответственных строительных процессов, от качества выполнения которого напрямую зависят эксплуатационные характеристики самой кровли и всего здания. Строительство должно начинаться с расчета и проектирования кровельной конструкции на бумаге. Одним из важнейших данных для расчета является высота конька, в связи с которой находятся углы наклона скатов, тип кровли и количество строительных материалов. Разберемся, как самостоятельно рассчитать высоту крыши разных конструктивных типов.

Подготовка к расчетам

Создание плана крыши и вычисление ряда ее параметров имеет важное значение для последующего монтажа. Заблаговременный расчет помогает:

• Заранее вычислить количество необходимых строительных материалов и не прогадать при их покупке в большую или меньшую сторону.
• Еще на этапе проектирования продумать и распределить различные системы, такие как водосточная, снегоудерживающая и т. д., и определить их место в будущем проекте.

Перед тем как рассчитать высоту крыши, важно учесть некоторые факторы:

• размеры дома;
• планы на использование подкровельного пространства;
• планируемая форма крыши и количество ее скатов;
• угол наклона скатов;
• нагрузка на кровельную конструкцию: ветровая, снеговая и т. д.;
• вид кровельного покрытия.

В настоящей статье мы рассмотрим, как правильно рассчитать высоту для трех наиболее распространенных кровельных конструкций.

Вычисление высоты двускатной крыши

Двухскатный тип кровли прост в проектировании и возведении. Конструкция этого вида подразумевает наличие двух плоскостей, которые стоят на противоположных несущих стенах и, смыкаясь на коньке, образуют треугольник с равными сторонами.

Расчет высоты конька двускатной крыши находится в прямой зависимости от величины угла наклона скатов.

Выбор уклона скатов кровли не должен быть произвольным. Его величина зависит от ветровой и снеговой нагрузок, правила определения которых регламентированы СНиП. Рекомендованный уклон для регионов центральной России составляет 30-45°. Также на выбор уклона скатов кровли влияет выбранный кровельный материал.

Определившись с наклоном скатов, можно рассчитать высоту крыши дома. Ее значение вычисляется по известной геометрической формуле:

где a — искомая величина, b — величина половины ширины дома, tg α — тангенс выбранного угла, найти который можно в специализированной таблице.

При уклоне скатов в 45° возвышение коньковой балки будет соответствовать ширине дома.

Расчет четырехскатной конструкции

Кровля с четырьмя скатами является наиболее устойчивой к ветровой нагрузке. Существуют две разновидности четырехскатной крыши:

• Шатровая — все скаты сходятся в единой точке на вершине конструкции.
• Вальмовая имеет два треугольных и два трапециевидных ската, последние соединяются на вершине коньковым брусом.

Рассчитать высоту конька для обоих типов кровли возможно по формуле, использованной для двускатной конструкции. Однако для проведения более тщательного расчета и составления подробной схемы необходимо также вычислить длины стропил, а для вальмовой кровли — длину коньковой балки.

Проектирование мансардной крыши

Мансардная или ломаная кровля также имеет два ската, особенностью которых является характерный излом. Он позволяет увеличить пространство под крышей и делает ломаную конструкцию одной из наиболее приспособленных для создания мансарды.

Расчет высоты крыши ломаного типа начинается с вычисления углов наклона всех скатных поверхностей кровли. Эксперты в области строительства рекомендуют определять углы наклона мансардной конструкции практическим методом, используя правило золотого сечения. Для этого необходимо на бумаге вписать эскиз будущей кровли в круг. Такой метод позволит избежать таких конструктивных недочетов, при которых ломаная конструкция выглядит не эстетично.

Проектирование и расчеты — важные и основополагающие этапы в создании крыши. Их грамотное и правильное выполнение является залогом возведения надежной и эстетически привлекательной кровли, которая прослужит долгие годы.

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.

Типы конструкций

Существуют четыре основных типа двускатных кровель:

1. Симметричная.
   Надёжна, устойчива, проста в исполнении, в основе лежит равнобедренный треугольник;
2. Несимметричная.
   Конёк располагается не по центру, скаты кровли имеют разные уклоны;
3. Ломаная симметричная.
   Скаты кровли имеют излом. Значительно увеличивает высоту помещения;
4. Ломаная несимметричная.
   Чердачное или мансардное помещение получается меньше, чем в предыдущем случае. Крыша имеет очень необычный внешний вид.

Выбор типа двускатной кровли зависит от назначения помещения, расположенного непосредственно под ней и архитектурного облика здания.

Ширина. От основания вычисляется ширина кровли:

• Монтаж конструкции на большие балки позволяет сформировать необходимый свес, это в свою очередь определяет габариты.
• Монтаж системы на мауэрлат высчитывается сложением проекций свеса и ширины коробки.

Монтаж материалов на мауэрлат также должен проводиться по предварительным расчетам Источник builderclub.com Мауэрлатом выступает венец, который делается из прочного бревна или широкого бруса. Карнизные свесы могут делаться из стропильных ног, также для этого может использоваться кирпичный выступ. Ширина свеса вычисляется из выбранного типа кровельного материала и стен. Для шифера свес до 10 см, керамической черепицы до 60 см, профлиста до 50 см, битумной черепицы до 40 см. при увеличении свеса требуется его усиление, например, опорными столбами или подкосами.

Определение уклона. Расчет размера крыши двускатной осуществляется с определением угла наклона скатов, который может составлять 10-60 градусов. В основном используют равное значение для обеих сторон. Эффекта симметрии добиваются благодаря созданию разноразмерных скатов.

При определении крутизны скатов учитывают следующие факторы:

• Покрытие, свес и обрешетка. Тип кровли влияет на выбор технологии сборки и обустройства основы.
• Вес кровли и пирога. Покрытие дает нагрузку на основание, чем больше уклон, тем меньше нагрузка на перекрытие.
• Климатические условия региона. Крутые крыши быстро отводят воду и снег, но они подвергаются действию ветра.

Рассчитывая крутизну скатов, берут во внимание будущий «пирог» покрова крыши Источник goldkryshi.ru

Расчет шага в зависимости от кровельного материала

Для каждого покрытия разрабатываются собственные нормы и размеры, предъявляемые к стропильной системе. Основными факторами являются прочность материала, его вес и устойчивость к внешним нагрузкам. Рассмотрим основные виды покрытий.

Профнастил

Что такое висячие стропила и расчет конструкции

Шаг стропил под профнастил может колебаться от 0,6 до 0,9 м. Конечный результат зависит от дополнительных условий, о которых поговорим ниже. Если по каким-то причинам шаг должен быть больше, добавляют поперечную доску с большим сечением. При этом обычно сами стропила выбирают размерами 50х100 или 50х150 мм.

Помимо стропилин, применяют обрешетку 30х100 миллиметров. Промежуток между досками должен быть около 0,5 метра. Он может быть и больше, все зависит от типа профнастила и высоты волны. Доски обрешетки, выступающие за границы карниза, должны иметь толщину на 1,5 см больше обычного. Это делается из расчета необходимости крепления вентиляции, дымохода или водостока.

Керамическая черепица

Главной сложность проектирования стропильного каркаса под керамическую черепицу является большой вес материала ля крыши. Он тяжелее профнастила в 10 раз и на квадратный метр приходится от 40 до 60 кг.

Под такое покрытие используют сухие балки, с влажностью всего 15%. Их сечение должно быть либо 50х150, либо 60х180 мм. При таких показателях максимально допустимое расстояние между стропилами может быть 1,3 метра. Минимальный допустимый шаг, через который можно ставить стропила, составляет 0,8 м. На окончательное решение влияет уклон кровли: при 15° шаг делают 0,8 м, при 75° — 1,3 м.

В расчет также принимается длина стропильной ноги, чем она короче, тем больший промежуток, и наоборот. Кроме того, если уклон меньше 45°, и планируется передвижение по поверхности, балки ставятся с шагом не больше 0,85 м.

Расстояние между досками обрешетки подбирается так, чтобы каждое пересечение черепицы имело собственное основание. Стандартная длина материала равна 400 мм, а величина нахлеста при монтаже колеблется между 55 и 90 мм. Получается что расстояние между центральными осями обрешетки может быть либо 310, либо 345 миллиметров.

Металлочерепица

Устройство и размер шага обрешетки под металлочерепицу

В последние годы особо остро стоит вопрос: как определить расстояние между стропилами под металлочерепицу?. Она имитирует более дорогой керамический материал, но при этом имеет положительные свойства профнастила. Монтаж такого покрытия прост и не требует больших финансовых затрат. Все это делает материал привлекательным для крыш частных домов.

Масса металлочерепицы меньше керамической, поэтому требуется более простой каркас. Уменьшается сечение балок до 50х150 мм и увеличивается шаг между обрешеткой. Шаг стропил под металлочерепицу колеблется между 0,6 и 0,95 м.

Для металлочерепицы специалисты рекомендуют использовать утеплитель толщиной метра. Все же, если планируете сделать жилую мансарду установите маты или плиты толщиной 0,2 м.

Ондулин

Допустимый шаг для покрытия из ондулина составляет 0,6—0,9 метра. Стандартное сечение стропил — 50х200 миллиметров. Такие размеры позволят выдержать создаваемую нагрузку кровельного пирога на двускатную крышу.

Поверх контробрешетки крепят обрешетку из брусков размерами 40х50 миллиметров. Шаг между центральной осью составляет 600 мм.

Как рассчитать висячие стропила

Висячие стропила — популярное название для стропильной системы, которую можно рассматривать и как арку с затяжкой и как ферму. Вне зависимости от принятой расчетной схемы результат будет одинаковым. Поэтому для того, чтобы рассчитать висячие стропила, достаточно изучить статью «Расчет стропил — треугольной арки с затяжкой».

А если ваши исходные данные точно такие же, как в указанной статье, то и рассчитывать ничего не надо, точнее весь расчет сведется к определению объемов пиломатериала. Тем не менее такое счастье выпадает далеко не всегда. То снеговая нагрузка другая, то длина пролета, то уклон кровли, то шаг стропил и т.д.

Но хуже всего, когда все эти понятия типа: изгибающий момент, нормальные и касательные напряжения, опорная реакция, статическое равновесие, уравнение моментов и т.п. ничего кроме головной боли и рвотного рефлекса у вас не вызывают.