Расчет стропил своими руками: используем в работе онлайн калькулятор

Стропила из доски 50х100 на односкатной крыше. Методика вычисления расстояния между стропилами

Расстояние между стропилами на крыше получило название шаг стропил. Как правило, шаг стропильных ног в конструкции крыши обычно превышает один метр, а минимальный промежуток колеблется в пределах 60 сантиметров.

Расчет необходимого количества стропил для кровли определенной длины и шаг стропил производят следующим образом:

• до того, как рассчитать длину стропил. по карнизу крыши измеряют длину ската;
• полученную величину делят на выбранное расстояние между стропилами. Например, шаг составляет один метр, значит разделить надо на единицу, а если это 60 сантиметров, тогда делитель будет равен 0,6;
• затем к результату прибавляют единицу, и итог округляют в большую сторону.

Таким образом, путем несложных вычислений определяется количество стропил, которое нужно установить для обустройства одного ската крыши. После этого длину ската делят на полученное количество стропил, в результате чего получают значение межосевого промежутка между стропилами, называемое шагом.

Например, при протяженности кровельного ската, равного 25, 5 метра и шаге длиной 0,6 метра вычисление выполняется следующим образом:

25,5: 0,6 = 42,5 + 1= 43,5, после округления до ближайшего целого числа результат составит 44 – столько стропил потребуется для ската крыши.

Далее для определения расстояния между осями стропил надо 25,5: 44 = 0,58 (метра).

Как выбрать брус и рассчитать шаг стропил под металлочерепицу?

Определение значения поперечного сечения бруса стропильного элемента производится в несколько этапов.

Расчет нагрузки, распределенной на каждом погонном метре конструкции:

Qр = L×Q;

Где Q – общая погонная нагрузка;

L – Шаг стропил.

Значение L рассчитывается следующим образом:

Длину ската крыши делят на предполагаемый шаг конструкций (для удобства чаще всего принимают равным 1). Затем к полученному значению прибавляется 1. Полученное значение отражает количество стропил, которые нужно установить на одну скатную поверхность крыши. На последнем этапе определяется значение осевого расстояния между стропильными элементами, путем деления длины ската кровли на количество стропил.

Расстояние между стропилами под металлочерепицу — стандартный шаг составляет 0,6-0,95 м.

Шаг стропил

Затем определяемся с максимальным рабочим участком стропильной ноги (Lmax). Переходим к расчёту поперечного сечения. Для этого находим его высоту по формуле:

H ≥ 8.6*lmax * sqrt(Qp/(b*r)), при уклоне кровли α<30 град;

H ≥ 9.5*lmax * sqrt(Qp/(b*r)), при уклоне кровли α≥30 град;

Где b – ширина поперечного сечения,

r – значение нормативного сопротивления древесины к изгибающим нагрузкам (определяется по нормативной документации в зависимости от сорта древесины).

Для упрощения расчетов нужно пользоваться таблицей стандартизации стропильных элементов (ГОСТ 24454-80 «Пиломатериалы хвойных пород. Размеры»).

При несоблюдении неравенства необходимо увеличить значение геометрических характеристик сечения и повторить расчет.

В чем отличие стропильной системы для холодной и теплой кровли?

Главным отличием этих двух кровель является система опирания стропильных элементов. В случае устройства теплого чердака главным опорным элементом служит мауэрлат, а также опорная балочная система. В холодной кровле стропила устанавливаются непосредственно на несущие стены.

Сечение стропил из доски

Стропила могут изготавливаться из бревна, бруса или доски. К недостаткам бревна относится его большой вес и необходимость выполнять сложные врубки в местах креплений, которые существенно ослабляют несущие способности элемента из кругляка. Брус значительно лучше в применении, но стоит дороже, чем доска. Стропильные ноги из доски – оптимальный выбор, данный материал активно используется для изготовления боковых стропильных ног. Доска также позволяет делать удлиненные боковые стропила и прочные накосные (диагональные) стропильные ноги.

Такой параметр, как толщина доски, существенно влияет на ее прочностные характеристики. Толщина доски, пригодной для изготовления стропил, составляет 40-60 мм, причем для возведения кровли на постройках хозяйственного назначения лучше использовать доску толщиной 40 мм в целях снижения затрат. При этом для строительства крыши жилого дома данный параметр не должен быть менее 50 мм.

Ширина доски для стропил выбирается с учетом длины проема, который требуется перекрыть – чем длиннее стропильная нога, тем шире должна быть доска для ее изготовления. Стропила длиной до 6 метров могут выполняться из доски шириной 150 мм – таким образом, минимальное сечение стропила для крыши жилого дома составляет 50×150 мм. Если длина стропильной ноги превышает 6 метров, ширина доски должна быть не менее 180 мм. Удлиненную ногу делают из сплоченных досок шириной 150 мм, причем участок нахлеста досок, составляющий не менее 500 мм должен располагаться максимально близко к коньковой части.

Сечение стропил зависит от величины нагрузки на крышу (снеговой и ветровой), а также веса самой стропильной конструкции, угла наклона ската, длины перекрываемого проема и ширины дома. Чтобы рассчитать сечение, используются специальные таблицы и формулы, можно воспользоваться соответствующей компьютерной программой. В сложных случаях лучше всего доверить выполнение расчетов профессионалам.

Определив оптимальное сечение стропильных ног, необходимо обратить внимание на шаг установки стропил. Это взаимозависимые параметры, которые можно немного варьировать без ущерба для надежности кровли. Применение подкосов позволяет несколько уменьшить сечение стропил

Применение подкосов позволяет несколько уменьшить сечение стропил.

Наращивание стропил

Если длины или толщины доски не хватает для изготовления цельной стропильной ноги, выполняют наращивание стропила. Это можно делать различными способами. Проще всего сплотить доски, сложив их друг с другом широкими сторонами, и сшив гвоздями. Если укладывать доски со сдвигом в половину длины, можно изготовить длинную, прочную стропильную ногу, способную выдержать высокие нагрузки. Так делают, когда требуется создать накосные стропила вальмовой крыши.

В другом случае наращивания стропил делают косой срез на торцах, причем перед косым срезом выполняется небольшой вертикальный противоскользящий упор. Далее выполняется вертикальное сквозное отверстие для стяжки соединения болтом.

Удлинить стропило можно соединив гвоздями или шпильками две доски, уложенные с нахлестом в метр.

Материал и монтаж стропильной системы своими руками

Основным материалом для строительства стропильной системы своими руками является древесина хвойной породы. Дерево легко поддается различной обработке и имеет приемлемую цену. И не стоит забывать, что данный материал требует тщательного ухода специальными антисептическими средствами от влаги и плесени. Отличным выбором для изготовления стропил является деревянный брус .

Многие задаются вопросом, почему дерево лучше металла? Дело в том, что стропила из дерева легко монтировать и качество у данной стропильной системы будет намного лучше. Главное из основных требований при строении крыш – это прочность, а дерево отличается именно прочностью и качеством. Помимо этого, установка крыши на основе металла дело довольно хлопотное.

Для защиты крыши от ржавчины вам нужно будет купить хорошее антикоррозийное покрытие.

Инструменты, необходимые для установки стропильной системы

Перед установкой стропильной системы, вам следует приобрести необходимые инструменты, такие как:

• молоток и гвоздодер;
• карандаш для нанесения отметок;
• пила и топор;
• дрель. кернер и рулетка.

Необходимы также будут болгарка и строительный уровень. И только после покупки всех необходимых инструментов вы можете смело начинать работу.

На первом этапе монтажа стропильной системы своими руками идет подготовка поверхности стен и перекрытий. Стены не всегда отличаются ровностью.

Существуют определенные расхождения, даже если вы визуально не видите этого. Кроме того, размер расхождения будет увеличиваться с каждым рядом, что не совсем хорошо для строения стропильной системы.

Для точного определения расхождений используют строительный уровень. Поэтому перед установкой крыши нужно выполнить все замеры, и выявить все расхождения.

Установка стропильной системы своими руками

Есть много способов сборки и установки стропильной системы. Например, стропила висячей конструкции монтируют с помощью ферм.

При этом необходимо обязательно выполнить чердачное перекрытие. Т.к. собрав всю конструкцию на земле, будет очень тяжело поднять ее на крышу из-за ее огромных габаритов.

Для установки, вам нужно будет взять готовый шаблон из легкого строительного материала.

Главным достоинством этого способа является простота установки. Крыша получится красивой и ровной.

Намного проще выполнить конструкцию наклонных стропил. Хотя, здесь тоже будет необходим шаблон. Как правило, установка производится путем собирания отдельных деталей и элементов. А сама работа идет в несколько основных этапов.

Первоначально вам нужно установить крайние фронтовые детали. Выставлять их следует строго по уровню. После этого установите между ними шпагат

За счет его крепости обеспечивается хорошая натяжка, а это очень важно в этой работе. После устанавливаются все детали и элементы стропильной системы. Стропила стягивают до момента монтирования обрешетки

Стропила стягивают до момента монтирования обрешетки.

Стропильная система содержит в себе коньковые и боковые прогоны, стропильные фермы, диагональные детали и брус, при помощи которого выравнивают углы.

Главным этапом в установке крыш считается вся конструкция ферм. Обычно она включает в себя стропила и фермы. И лучшим вариантом стропильной системы считается треугольная конструкция. Для этого используют стропила и связующий брус. Данная система является очень прочной и надежной.

Установка стропильной системы для дома не составит особых трудностей, самое главное, что необходимо запомнить – следуйте инструкции по установке, и тогда все обязательно получится.

Виды крыш

Виды крыш Существует достаточно большое количество разновидностей крыш.

Среди тех, которые встречаются наиболее часто:

• Односкатная. Это самый простой вариант, с постройкой которого справится и неопытный строитель. Однако выглядит такая крыша слишком просто, поэтому данная разновидность, как правило, используется при строительстве разнообразных хозяйственных построек – гаражей, бань, пристроек и пр.
• Двускатная. Этот вариант часто используется при строительстве частных домов и дач. Одним из вариантов двухскатной крыши является ломанная или мансардная. Обе названные конструкции достаточно сложные, но имея грамотный план-проект, со строительством таких крыш можно справиться и самостоятельно.
• Вальмовая. Данная конструкция, как и ее разновидность – четырехскатная крыша, являются достаточно сложными, поэтому, как правило, их строительство доверяют профессионалам. Но зато этот вариант крыши один из самых надежных, способных противостоять сильным ветровым нагрузкам.
• Крестовые, шатровые, куполообразные крыши имеют сложную конструкцию, поэтому их реже применяют в частном строительстве.

Любая конструкция крыши состоит из двух основных элементов: кровли и стропильной системы, в которую, в свою очередь, входят стропила и балки перекрытия. Стропильная система является несущей частью конструкции, а кровля – ограждающей.

Монтаж стропильных ног

Очень важно правильно прикрепить стропильные ноги к мауэрлату. От того, как будет выполнено соединение стропил с мауэрлатом, зависит прочность и надежность крыши

Существует два варианта крепления – жесткое и скользящее. Каждое из них подходит к определенным стропилам – висячим или наслонным.

Жесткое крепление делает невозможными любые повороты, подвижки или изгибы стропил. Для этого делают запилы на стропиле и закрепляют ногу с мауэрлатом с помощью проволоки, металлических скоб или длинных гвоздей. Также можно использовать металлические уголки.

При создании вальмовой крыши диагональное стропило нередко должно быть более 6 метров. В связи с этим делают наращивание стропил по длине, перед этим обязательно выполняется разметка стропил. Чтобы это сделать, соединяют две доски, используемые при создании обычных стропил. Диагональные элементы всегда оказываются длиннее рядовых, плюс к этому они испытывают большую нагрузку, поскольку на них опираются накосные ноги.

Чтобы усилить стропильные ноги, для них делают подкосы в виде вертикальных стоек. Больше двух стоек устанавливают редко. Для усиления накосных стропил тоже устанавливают подкос или стойку,которая должна опираться на подкладку из дерева, расположенную непосредственно на перекрытии (в случае железобетонной плиты) или на затяжку, одновременно являющуюся потолочной балкой. Подкосы опирают на лежень и ставят под углом от 45 до 50 градусов. Главным их назначением является возможность принять на себя максимальную нагрузку от стропил.

Что собой представляет двускатная крыша

Из названия становится понятным, что конструкция крыши – это два ската, имеющие прямоугольную форму в плоскости. Чаще скаты имеют одинаковые размеры, но существуют так называемые асимметричные конструкции, в которых скаты по габаритам отличаются друг от друга.

При этом скаты установлены друг к другу под определенным углом, который называют наклоном. Линией соприкосновения является коньковый брус, являющийся частью стропильной системы. По-простому его называют коньком, и он является наивысшей точкой крыши.

Боковые плоскости, сформированные скатами, называются фронтонами. Они имеют треугольную форму. После сооружения крыши боковины облицовывают листовыми или панельными материалами: фанера, ОСП, даже доски и прочее.

Изготовление стропил и монтаж стропильной системы

Чтобы установка стропил своими руками была выполнена правильно, следует сначала определиться с типом кровли. Одним из самых простых вариантов для начинающего кровельщика является двускатная крыша, даже если под ней запланирована мансарда.

Происходит этот процесс следующим образом:

1. Сначала следует изготовить шаблон, на основании которого будут производиться все последующие работы. Поскольку стропила двускатной крыши — это однотипные конструкции, шаблон поможет сэкономить много времени и усилий. Сначала следует взять две доски и соединить их с одного края гвоздем. Конструкция становится похожей на ножницы. Свободные края досок шаблона устанавливают на опоры в тех местах, на которые будут опираться стропильные ноги. Таким образом устанавливается угол уклона ската крыши. С помощью еще двух гвоздей полученный между двумя досками угол нужно зафиксировать. Шаблон можно считать готовым. Дополнительно шаблон фиксируют с помощью поперечной перекладины.
2. Теперь необходимо изготовить еще один шаблон, с помощью которого будут выполняться монтажные зарезы на стропилах. После этого собирают стропильную ферму, используя в качестве крепежа гвозди и саморезы. Шаблон для изготовления зарезов выполняют из пятимиллиметровой фанеры, которую укрепляют доской на 25 мм.
3. С помощью шаблонов выполняются монтажные зарезы на балках, затем их соединяют в соответствии с углом уклона скатов. Получается большой деревянный треугольник, который называют стропильной фермой. Стропильные фермы обычно собирают на земле и аккуратно поднимают по лестнице для дальнейшего монтажа.
4. Сначала устанавливают две крайние стропильные фермы. Для правильной их установки по вертикали и по горизонтали используют временные подкосы, которыми закрепляют конструкцию.
5. Затем между вершинами крайних стропильных ферм необходимо натянуть веревку, которая обозначит конек будущей крыши.
6. После этого собирают, поднимают наверх и монтируют остальные стропильные фермы на расстоянии не менее 60 см друг от друга.
7. Крупные конструкции следует укрепить дополнительными подпорами, подкосами, ригелями и т. п.
8. Чтобы сформировать пространство будущей мансарды, устанавливают специальные опоры и горизонтальные балки.

Несколько сложнее выглядит стропиловка крыши своими руками на три или четыре ската. Она начинается с предварительных точных расчетов и тщательной разметки обвязки.

Для правильного монтажа стропильных систем нужны тщательные расчеты

Затем на специальных опорах монтируется коньковый брус, к которому последовательно присоединяют:

• диагональные стропила;
• центральные промежуточные стропила;
• промежуточные стропила;
• короткие стропила.

От качества изготовления и монтажа стропильной системы зависит внешний вид и функциональные характеристики кровли. Доверять такую работу следует профессионалам, которые имеют необходимый опыт, особенно если требуется монтаж кровельной конструкции повышенной сложности.

Требования к системе

Чтобы правильно смонтировать стропильную систему своими руками, необходимо учитывать определенный набор правил. Без их учета строение не сможет эффективно сопротивляться негативным воздействиям извне.

В первую очередь стоит учесть прочность. Все элементы должны выдержать нагрузку без разрушения. Устройство стропильной системы крыши предполагает предварительный расчет несущих конструкций по первому предельному состоянию. Именно он проверяет элементы стропильной системы на прочность.

Стропильная система должна быть прочной и жесткой

Второе требование — жесткость. Здесь учитывается максимальный прогиб. Конструкция крыши деревянного дома или любого другого не должна провисать слишком сильно. Допустимые деформации в середине пролета равняются длине этого пролета, разделенной на 200. Перед началом стройки конструкция стропильной системы должна быть рассчитана по второй группе предельных состояний — на жесткость.

Стропиловка крыши своими руками производится с учетом того, чтобы конструкция имела небольшой вес. В противном случае сильно возрастает нагрузка на стены и фундаменты. Именно по этой причине древесина получила широкое распространение в качестве основного материала. Деревянная стропильная система обладает достаточной прочностью, но весит сравнительно немного

Внимание стоит уделить не только конструкции кровли, но и грамотно выбрать кровельный материал. Он не должен быть слишком тяжелым

Керамическая черепица потеряла свою популярность не только из-за стоимости, но и из-за того, что под нее должна быть усилена крыша дома, его стены и фундаменты.

Вес кровельного материала для деревянной стропильной конструкции не должен быть слишком большим

Особые требования предъявляются к качеству материала. Изготовление деревянных элементов должно выполняться только из хорошего сырья. Стоит учесть следующие рекомендации:

• Для основных элементов используют древесину 1 или 2 сорта. 3 сорт может быть применен только для обрешетки и других мелких деталей.
• Стропильные конструкции скатных крыш рекомендуют изготавливать из хвойных пород. Они обладают большей устойчивостью к гниению и другим неприятностям, поскольку содержат смолу. При одинаковом сечении допустимый пролет для лиственных пород будет меньше.
• Пред началом работ все элементы обязательно обрабатывают антисептиком. Такой этап подготовки позволяет предотвратить множество неприятностей в дальнейшем. Также по желанию можно обработать дерево антипиренами. Это повысит сопротивляемость возгоранию.
• Лучше закупать древесину из северных регионов, которая заготовлена в зимний период. Именно такой материал обладает наивысшим качеством.

Расчет стропильной системы

Определить нужное в стропильной системе сечение бруса двухскатной крыши, можно собрав все нагрузки, воздействующие на нее: вес покрытия, обрешетки, снега, давление ветра, осадки.

Постоянные нагрузки можно определить по весу 1 м2 кровельного покрытия, обрешетки

Важно что бы вес на 1 м2 кровли был в пределах 40-45 кг

Переменные нагрузки от снега, ветра рассчитываются по табличным значениям нормативных документов СНиП, в зависимости от высоты здания, температурной зоны. Нагрузка от снега, равна его весу, умноженного на коэффициент, зависящий от уклона ската. Все эти расчеты выполняются при проекте.

А если нет проекта, и кровля возводится на небольшое здание? Нужно посмотреть на строительство дома по соседству, которое выполняется по проекту, по площади кровли одинаковой с вашей постройкой. Стропильная система двухскатной крыши послужит образцом.

Размеры бруса для стропила

На верхней точке укладывается конек, который соединяет стропила. Высота конька зависит от наклона кровли. На наклон влияет выбор материала покрытия. Минимальные размеры таковы:

• для черепичных кровель, шифера 22 гр.;
• для металлочерепицы – 14 гр.;
• ондулин – 6 гр.;
• профнастил – 12 гр.

Оптимальный угол 35-45 гр. наклона, обеспечивает быстрый сброс воды и снега. В регионах с сильными ветрами, кровли делают пологими и тогда угол наклона в пределах 20-45 градусов.

Определить высоту можно по формуле: Н=1/2Lпр*tgA. Где А угол наклона, L-ширина здания.

Рассчитать длину стропила на двухскатную крышу, можно по формуле: Lcтр=1/2Lпр*sinA.

Задача упрощается, при использовании готовой таблицы. От ширины здания и угла наклона, зависит коэффициент. Коэффициент умножить на 1⁄2 ширины здания.

Стропила изготавливают из брусков сосны или ели, сечением 50х100 мм, 50*150 мм.

Размер стропил зависит от шага. Шаг стропил меньше, устанавливается большее количество, сечение будет уменьшаться. Расстояние между стропилами у двухскатной крыши находится в диапазоне от 600 мм до 1800 мм, все зависит от конструкции крыши и используемых для её строительства материалов.

Таблица размеров стропил, в зависимости от шага их установки

Длина стропил, мм	Расстояние между стропилами, мм	Размер сечения бруса стропил, мм
до 3000	1200	80 × 100
до 3000	1800	90 × 100
до 4000	1000	80 × 160
до 4000	1400	80 × 180
до 4000	1800	90 × 180
до 6000	1000	80 × 200
до 6000	1400	100 × 200

Кровля не оканчивается на уровне стен, ее продлевают на 500 мм наружу. Стропильная нога может выступать, или наращивается доска или брусок. В таком случае влага не попадает на стену, не заливается фундамент.

Виды стропильных систем для двухскатной крыши

Насланные стропила

Опираются на мауэрлат и стойки, установленные на внутреннею стену, с равным стропилам шагом. Для придания жесткости при пролетах 6 м, дополнительно ставят подкосы.

Схема наслонных стропил двускатной крыши

Висячие стропила

Если здание небольшой ширины, можно устраивать стропильную систему, когда стропила опираются на мауэрлат или стены, без промежуточных опор. Максимальный пролет – 9 метров. Такие кровли иногда, можно устраивать без мауэрлата. Стропила устанавливаются на стену, с использованием прокладок, на стропила в таком варианте, действует изгибающий момент.

Что бы разгрузить, ставятся деревянные или металлические накладки. Они надежно укрепляют угол. Для висячих стропил большего пролета устанавливается бабка и подкосы. Для висячих систем, стропило устраивают большего сечения, и пиломатериал выбирают не ниже I II сорта.

Схема висячих стропил двускатной крыши

Главные элементы остова крыши

Основной фигурой строения является треугольник, который, как известно, – самая жесткая геометрическая фигура. Главным элементом любой стропильной фермы являются стропильные ноги. Уложенные вдоль ската они поддерживают обрешетку.

Мауэрлат – это опорный брус на который опираются ноги. В деревянных эту функцию выполняет бревно или брус верхнего венца сруба. При кирпичной кладке – это специальный брус, который устанавливают заподлицо с внутренней плоскостью стены. Между мауэрлатом и кирпичной стеной обязательно прокладывают слой гидроизолирующего материала.

При необходимости верхнюю часть стропильных ног поддерживают при помощи системы стоек и раскосов. Они, с одной стороны, обеспечивают жесткость конструкции, а с другой – передают нагрузку на опорные столбы и внутренние стены и разгружают тем самым ноги.

Стропильные ноги и мауэрлат вместе должны быть накрепко связаны со стенами. В кладку под пятками ног заделывают ерши (стальные шпильки) или заранее ставят заранее закладные элементы. Ноги к ним притягивают с помощью скрутки из стальной проволоки (диаметр 6 мм).

Этот прием для срубов считают необязательным, поскольку верхний венец и так всегда надежно связан с остальной стеной.

Кобылка в стропильной системе (доска, которой наращена нога) используется для устройства вылета или карнизного свеса. Кровельный свес выполняет защитную функцию – отводит дождевую или талую воду, стекающую с крыши. Кобылку устанавливают  с отступом от стены самое меньшее на  40 см. Доска для нее должна быть меньшей ширины, чем стропила.

Как усилить в опасных узлах

Чтобы увеличить несущую способность, рекомендуется устанавливать разгружающие балки (подмоги), двухсторонние накладки и подкосы.

Подмоги крепят в пролете между подстропильной ногой и мауэрлатом с помощью болтовых хомутов или металлических зубчатых пластин.

Одним из опасных узлов, который имеет неразрезная стропильная нога является опирание на подкос. В этом месте возникает наибольший изгибающий момент, из-за чего приходится прибегать к увеличению сечения в целом. Однако, поскольку в этом узле прогиба нет, достаточно лишь увеличить ширину стропил, закрепляя двусторонние дощатые накладки. Их крепят гвоздевым боем, болтовыми хомутами или болтами.

Если стропило уже было усилено подмогой, то ее можно сделать длиннее настолько, чтобы вывести край подмоги за опорный узел. Таким образом удается решить одновременно две задачи: усилить опорный узел и прогиб в пролете.

Если по какой-то причине, например, подгнивания, опирание на мауэрлат становится ненадежным, к пятке ноги крепят дополнительные подкосы. Они будут упираться в ту же балку мауэрлата или же в дополнительный лежень. Кстати, так же проводят выравнивание стропильной системы висячего типа.