Правила выполнения расчета стропил односкатной крыши

Перед началом строительства односкатной крыши составляют проект в основе которого лежит расчёт стропильной системы. Деревянный каркас для кровли представляет собой рамные конструкции в виде прямоугольных треугольников, катеты которых — стойки и балки перекрытия, а в роли гипотенузы выступают стропила.

Правильный расчёт стропил обеспечивает надёжность и долговечность односкатной крыши.

Особенности кровли

Односкатная крыша проста в установке, что обеспечило ей популярность при возведении загородных домов и построек технического назначения. Поскольку этот тип кровли восприимчив к тяжелым пластам снега, ее возведение при строительстве дома распространено в южных регионах с большим количеством солнечных дней в году. Если проект реализуется в областях с обильными осадками, угол наклона должен быть увеличен, а стропильная система отвечать повышенным нагрузкам.

Наклон односкатной крыши варьируется от 10° до 60°. При разработке проекта помимо снеговой нагрузки учитывается и ветровая, а также вид кровельного материала. Расчет плоской кровли производится исходя из высоты стен, на которые она опирается. Поверхность большой площади с малым углом уклона при обильных снегопадах потребует регулярной уборки. Кровельный материал, имеющий свойство деформироваться под весом тела человека, в этом случае не подойдет.

Итак, расчет угла наклона производится при учете нагрузок:

• постоянных (антенны, трубы дымоходов);
• переменных (порывы ветра, количество осадков).

Еще один нюанс – устойчивость стропильной системы. Случается так, что во время обильных снегопадов владельцу дома приходится лезть с лопатой на крышу для уборки. Толщина стропил односкатной крыши должна выдерживать одновременное сочетание неблагоприятных нагрузок.

Угол наклона скатной конструкции

Этот показатель определит для вас самый подходящий угол наклона для стропил, а также самого ската. Калькулятор сможет учесть те характеристики, которые вы бы хотели применить к готовой конструкции, и определит, насколько такое решение совместимо с особенностями участка и всего сооружения. Помните, что уменьшить или увеличить углы можно будет в том случае, если вы измените ширину фундамента и высоту несущих стен. Именно поэтому расчеты крыши важно проводить еще до начала строительных работ.

Расчет угла на калькуляторе

Произвести сложные вычисления за короткое время без использования тригонометрических формул возможно. Расчет угла наклона односкатной крыши калькулятором производится при наличии следующих данных:

• длины и ширины основания;
• вида кровельного материала;
• длины планируемого свеса;
• высоты подъема крыши.

При вычислении угла стандартная программа указывает, является ли он подходящим при учете материала покрытия и максимальных нагрузок. Пользователь может оценить результат для различных покрытий:

• шифер из битума и асбестоцемента;
• нержавеющая сталь;
• черепица битумная, керамическая, цементная;
• металлочерепица.

Все вычисления производятся согласно СНиП «Нагрузки и воздействия», учитывая последние поправки от 2008 года. Если угол неприемлем для данных параметров, следует изменить наименование материала или изменить высоту подъема. Производители всех современных кровельных материалов испытывают их на прочность, поэтому стоит учесть рекомендации минимальных и максимальных значений углов наклона для подобных типов кровли:

• мяюгкий материал – от 5° до 20°;
• профлист – от 8° до 20°;
• металл с фальцевым соединением – от 18° до 30°;
• шифер – от 20° до 50°;
• металлочерепица – от 30° до 35°.

Количество обрешетки для односкатной крыши

Количество обрешетки напрямую зависит от того, какое покрытие для кровли будет применяться в данном случае. Планки обрешетки должны располагаться с шагом, соответствующим размерам листа материала.

Такое соответствие очень важно, без него правильный монтаж кровельного материала будет усложнен или окажется вовсе невозможным. Поэтому для расчета количества обрешетки прежде всего надо определить ее шаг. Можно обратиться к СНиП, в которых имеется подробная и точная информация о правилах установки всех элементов кровли.

Для мягких кровельных материалов часто используется сплошная обрешетка, когда расстояние между планками составляет 2-2,5 см. В этом случае расчет обрешетки сводится к делению длины кровли на ширину планки плюс 2 см на зазор.

Более жесткие виды материала не требуют сплошной обрешетки и расчет делается исходя из расстояния между планками, применяющегося для данного вида кровли.

Более простым решением будет использование онлайн-калькуляторов, осуществляющих специализированный расчет по указанному кровельному материалу. Полученные данные следует уточнить при помощи пересчета на другом онлайн-калькуляторе.

Количество обрешетки

Самостоятельные вычисления

Пользуясь программами расчетов, следует помнить, что любой результат будет приблизительным, потому что он исчисляется по одной и той же формуле при разных значениях площади поверхности и введенных данных о разнице в высотах стен. Программа не учитывает скорость ветра и количество осадков в регионе.

В первую очередь необходимо определиться с типом кровли с учетом всех особенностей климата, используемого материала, внешнего вида дома. По углу наклона они делятся на три вида:

• плоские;
• с малым уклоном;
• крутоуклонные.

Второй шаг – представить конструкцию в виде прямоугольного треугольника и подсчитать высоту ската, а также точный угол. Обе величины зависят друг от друга. Неизменные данные – расстояние от одной стены до другой или проекция ската в горизонтальной плоскости.

Вычисление угла наклона Источник gbs-company.ru

Если осуществить перенос данных на бумагу в масштабе, вычисления легко произвести при помощи тригонометрической линейки либо через тригонометрические тождества:

• tg ɑ= H/L;
• sin ɑ = H/S.

H – это высота конька, S – длина ската, а L – постоянная величина, равная длине пролета между стенами.

Зная основные параметры, легко произвести расчет стропильной системы односкатной крыши, калькулятор для этого можно не использовать. Задача строителей – равномерно распределить нагрузку на брусья так, чтобы при максимальном давлении в период эксплуатации она легко выдерживала нагрузку. Стропила – своеобразный скелет крыши.

Чем больше угол наклона, тем выше парусность – это правило учитывается при распределении нагрузки. Схема стропильной системы зависит от типа крепления, длины пролета, оценки будущей нагрузки и других факторов.

В зависимости от предполагаемого давления на поверхность выбирается и толщина бруса Источник craftingbeer.ru

Расчет длины стропил односкатной крыши калькулятором производится путем сложения длин ската и отвеса. Согласно приведенным выше тригонометрическим формулам длина ската, S = L /2/ cos ɑ. Существует геометрический способ: длина стропильной ноги есть квадратный корень из суммы квадрата высоты конька и ширины дома.

Для чего нужны такие программы

Программа для проектирования крыши пригодится по многим причинам. Самые важные из них следующие:

1. Возможность рассчитать точное количество необходимого материала для кровли.
2. Благодаря просчетам можно понять, какая сумма средств нужна для осуществления миссии.
3. Программы позволят владельцу дома увидеть, каковой будет завершенная форма конструкции.
4. Также, с помощью подобных утилит можно определить, какая форма кровли лучше всего для конкретного здания.
5. Когда сконструирован проект, который поможет создать кровлю, сводится к минимуму возможность допущения погрешностей в процессе установления крыши.
6. Также, создание чертежей поможет незамедлительно распечатать часть будущего строения. Это поможет сократить время, потому что отпадет необходимость рисовать проект вручную.

Все эти факторы значительны и должны быть взяты во внимание. Отсюда можно сделать вывод, что программы, предназначенные для черчения кровли, важны и их стоит использовать на этапе планирования строительства или реконструкции здания

Порядок выполнения работ

После того, как расчет завершен приступают к покупке материала и сборке конструкции.

1. Обработка элементов антисептиком. Можно выполнить уже после установки в проектное положение, но если планируется хранить древесину, нужно обработать сразу после покупки.
2. Гидроизоляция мест соприкосновения материалов с различными свойствами. В месте укладки мауэрлатов на кирпичную или бетонную стену нужно уложить слой рубероида, линокрома или гидроизола.
3. Укладка мауэрлата и закрепление его на стене. Можно выполнять на проволоку, скобы, шпильки, анкерные болты.
4. Укладка стропильных ног. Закрепление их на мауэрлат. Можно крепить с применением скоб, гвоздей или уголков на саморезы.
5. Монтаж гидроизоляции и обрешетки.
6. Укладка утеплителя.
7. Кровельное покрытие.
8. Монтаж нижней обрешетки и обшивки потолка.

Важно грамотно подобрать схему односкатной кровли, сечения элементов, шаг стропил и угол наклона. Соблюдение технологии выполнения работ своими руками обеспечит надежность и долговечность конструкции.

Конструктивные элементы стропильной системы

Мы дадим перечень всех элементов, которые необходимо рассчитывать для каждого конкретного случая.

Мауэрлат

Наиболее простой элемент стропильной системы, может изготавливаться из бруса 150×150 мм, 200×200 мм или досок 50×150 мм и 50×200 мм. На небольших домах разрешается использовать спаренные доски толщиной от 25 мм. Мауэрлат считается неответственным элементом, его задача лишь равномерно распределять точечные усилия от стропильных ног по периметру фасадных стен строения. Фиксируется к стене на армирующем поясе при помощи анкеров или больших дюбелей. Некоторые стропильные системы имеют большие распирающие усилия, в этих случаях элемент рассчитывается на устойчивость. Соответственно, подбираются оптимальные способы фиксации мауэрлата к стенам с учетом материала их кладки.

Мауэрлат

Стропильные ноги

Формируют силуэт стропильной системы и воспринимают все действующие нагрузки: от ветра и снега, динамические и статические, постоянные и временные.

Стропильные ноги

Изготавливаются из досок 50×100 мм или 50×150 мм, могут быть сплошными или нарощенными.

Наращивание стропил

Доски рассчитываются по сопротивлению на изгиб, с учетом полученных данных подбираются породы и сорта древесины, расстояние между ногами, дополнительные элементы повышения устойчивости. Две соединенные ноги называются фермой, в верхней части могут иметь затяжки.

Что такое стропильные фермы

Затяжки рассчитываются на растяжение.

Затяжка на стропилах

Прогоны

Одни из самых важных элементов стропильной системы двухскатной крыши. Рассчитываются на максимальные изгибающие усилия, изготавливаются из досок или бруса соответствующего нагрузкам сечения. В самом высоком месте устанавливается коньковый прогон, по сторонам могут монтироваться боковые. Расчеты прогонов довольно сложные и должны учитывать большое количество факторов.

Коньковый прогон

Опоры для стропил

Могут быть вертикальными и наклонными. Наклонные работают на сжатие, крепятся под прямым углом к стропилинам. Нижняя часть упирается о балки перекрытия или бетонные плиты, приемлемы варианты упора о горизонтальные лежни. За счет упоров есть возможность использовать для изготовления стропильных ног более тонкие пиломатериалы. Вертикальные упоры работают на сжатие, горизонтальные на изгиб.

Опоры для стропил

Лежни

Укладываются вдоль чердачного помещения, упираются в несколько несущих стен или межкомнатных перегородок. Назначение – упрощение изготовления сложной стропильной системы, создания новых точек передачи нагрузок от различных типов упоров. Для лежней можно использовать балки или толстые доски, расчет делается по максимальному изгибающему моменту между точками опоры.

Лежень на схеме

Обрешетка

Тип обрешетки выбирается с учетом технических параметров кровельных покрытий и на показатели стропильной системы не влияет.

Обрешетка крыши