Главная » Статьи о кровле и крыше » Основные принципы расчёта стропильной системы

Основные принципы расчёта стропильной системы

Расчет системы стропил – наиболее значимый момент проектирования кровли. Неточности в расчетах станут основой плохой надежности систем, в итоге крыша во время эксплуатации меняет размеры или поломается.

Этап подготовки

Перед тем как приступить к расчету грядущей системы стропил, важно сформироваться с конфигурацией крыши и подобрать материал, из какого она будет сделана. Определяя неизменные нагрузки, какие будут влиять на сам кровельный каркас и передаваться на стены и фундамент, следует подсчитать вес:

элементов из дерева каркаса;
покрытия для кровли;
тепло-, гидро- и пароизоляционных материалов;
обшивки внутри кровли.

Общий вес древесных стропилин, прогонов, подкосов, стоек и прочих компонентов односкатной, шатровой, ломаной, вальмовой или любой иной кровли будет зависеть не только от сечения пиломатериала, но и от подобных показателей, как плотность и влага дерева. Обрезной пиломатериал (лучше всего пород хвои) должен иметь влажность до 18%. Воспользовавшись справочными разрешёнными можно подсчитать общий вес систем после сечения стропил шага и предварительного расчёта установки.

Расчетная нагрузка устанавливается с учитыванием влияния на крышу факторов извне. К ним относятся погодные действия (снеговая и ветровая нагрузка), работы по очистке или ремонту крыши (кровля обязана держать человеческий вес). Степень погодного влияния подчиняется от угла наклона и климатических особенностей местности крыши.

Методика, по какой ведется расчет нагрузок, учитывает применение данных, перечисленных в подходящих СНиП. Применяя таблицы, можно подобрать идеальный угол уклона скатов крыши в зависимости от подобранного материала для кровельных работ и предполагаемых снеговых и ветровых нагрузок. Данный показатель дает возможность определить нужные размеры стропильных ног и шаг их установки. Полная схема каркаса сможет помочь откорректировать те или другие показатели: например, можно приладить шаг стропилин к ширине утеплителя для кровли.

Конфигурация и размеры стропилин обязаны быть закреплены в проекте конструкции кровли. Если на протяжении строительных работ принимается решение сменить указанный в проекте материал для кровли более тяжёлым, нужно сделать перерасчет системы стропил, прибавить детали, увеличивающие крепость каркаса.

Правила расчёта системы стропил

Расчёт системы стропил в большинстве случаев рассматривается на примере односкатной или двухскатной кровли. Каркас двухскатной кровли обязан быть жёстким и одинаково распределять нагрузки на фундамент и строительные конструкции. Просуммировав многократные и добавочные (не постоянные) нагрузки, в полученный расчет нужно внести поправочный показатель. Увеличить крепость системы стропил на 10% даст возможность показатель 1,1. Добавочную крепость в размере 40% прибавит показатель 1,4.

Создавая расчёт каркаса двухскатной крыши, главное не забыть учесть связь между сечением стропилин и шагом их установки. Взаимозависимость еще есть между кровельным наклона материалом и углом ската: расчет угла ската может делаться в согласии с весом и характерностями монтажа подобранного материала для кровельных работ, и напротив – вид покрытия кровли выбирается если исходить из стадии наклона скатов. Для производства стропильных ног при сооружении двухскатной кровли в большинстве случаев применяется дощечка или брусок сечением от 40×150 мм до 100×250 мм, при этом доски у которых толщина 40 мм может использоваться только для лёгких хоз. строений.

Величина удельной нагрузки на метр погонный стропильной ноги подчиняется от величины зазора между стропилинами и общей нагрузки на поверхность крыши.

Проектная разработка двухскатной кровли может делаться на основе таблиц из справочников, где приводятся размеры стропилин, рассчитанные на основании средних и удельных величин уклонов, нагрузок и прочих показателей. Главное не забыть учесть условия климата и применять поправочные коэффициенты.

На подбор сечения стропилин действует и вид системы стропил, подобранный для установки двухскатной крыши. Это наслонные или висячие стропилины. Наслонные стропилины, опирающиеся на коньковый прогон, установленый на стойках, трудятся на изгиб. Стропильные ноги висячих ферм – на изгиб и сжатие, при этом передавая на стены распирающую нагрузку. Чтоб обеспечить жесткость висячей фермы и снять нагрузку на распор, ставятся затяжки – перемычки, связывающие стропильные ноги двухскатной конструкции.

Присутствие и месторасположение окон мансарды, дымоходов и труб для вентиляции рекомендуется предусматривать на шаге проектирования кровли. В другом случае перед монтажными работами данных компонентов понадобится сделать перерасчет системы стропил и рассчитать меры по ее усилению.

Отличительные характеристики расчёта односкатной конструкции

Расчет системы стропил при сооружении односкатной кровли относится к самым обычным. Первым делом следует установить благоприятный угол наклона древесной односкатной кровли, при этом:

угол наклона до 30° повысит снеговую нагрузку на систему стропил и востребует постоянной чистки снега;
кровля со скатом более 60° разнится высокой парусностью и подвержен большим нагрузкам ветра.

Чтоб угол ската односкатной кровли подходил расчетному, необходимо обеспечить нужный перепад высоты стен противоположных друг другу. Расчет сечения и шага установки стропилин односкатной кровли создается в зависимости от авторитета материала для кровельных работ. Трудность системы и применение добавочных компонентов подчиняется от длины пролета, который нужно перекрыть при сооружении односкатной крыши. Если пролет не будет больше 4,5 метров, установка подкосов не требуется, в других случаях строительство односкатной кровли связано с монтажом конструкций опор под стропильную ногу, чтоб избегать ее изгиба под нагрузками.

Идеальные показатели шатровой кровли

Спецификой шатровой крыши считается присутствие скатов с формой треугольника – вальм. В отличии от традиционной вальмовой, диагональные стропилины шатровой кровли частью вверху фиксируются один к одному, образовывая единый узел в самой верхней точке. Устройство шатровой системе создается на зданиях со стенками одинаковой ширины. Это в большинстве случаев опредиляет правила расчета такой системы стропил.

Если исходить из длины стены и угла наклона ската шатровой конструкции (идеальное значение – 30-40°) можно определить высоту конька. Потом высчитывается длина диагональных стропилин, к какой следует добавить величину свеса карниза шатровой кровли. Полученная длина стропильной ноги предоставляет возможность высчитать показатели части которая находится снизу ската и установить площадь шатровой крыши. Этот вариант дает возможность узнать, сколько материала понадобится для строительных работ шатровой системы кровли.

Особенность строительства вальмовой кровли

Расчёт системы стропил при обустраивании вальмовой кровли имеет собственные отличительные характеристики. Важно правильно сделать расчет угла наклона и сечения диагональных стропилин, какие создают треугольные скаты на торцах вальмовой крыши. Прочность вальмовой системы стропил в большинстве случаев подчиняется от несущей способности накосных стропилин.

Схема вальмовой кровли может иметь в виду использование наслонных или висячих стропилин, или их комбинирования. Расчет таких компонентов вальмовой крыши, как подкосы, затяжки, шпренгели делаются если исходить из нагрузок, какие будет испытывать система стропил. После длины и предварительного расчёта сечений всех деталей каркаса вальмовой крыши важно выполнить перерасчет с учитыванием авторитета материала который применяется.

Устройство ломаной кровли

Проект ломаной кровли обязан отражать отличительные характеристики ее системы стропил – форму крыши, геометрические показатели, углы наклона скатов. Прочность ломаной кровли в большинстве случаев подчиняется от несущей способности опорного каркаса, к стойкам которого создается крепление нижних стропилин ломаной системе. На этот же каркас ставятся стропильные фермы, образующие часть сверху ломаной крыши.

Затяжки закрепляют стропильные ноги ломаной крыши. Также, затяжки исполняют роль основы для установки потолка мансарды ломаной кровли. Расчет компонентов ломаной крыши создается с учитыванием вида угла наклона и кровельного материала нижних и верхних стропилин.

Строительство навеса

Сооружение навеса дает возможность оборудовать летнюю кухню, веранду у дома, беседку или площадку для барбекю. Систему стропил по отдельности стоящего или примыкающего к строению навеса очень часто исполняют из древесины, но можеть быть и использование металла, в специфики в комбинировании с поликарбонатом. Подбор материала подчиняется от назначения навеса и требований его эксплуатации.

Расчет сечения опор для навеса ведется с учитыванием нагрузок, первым делом погодных. Очень часто система навеса собой представляет кровельный скат, установленый на опорах разной высоты. Если стропилины навеса должны перекрыть пролет более 4,5 метров, нужен монтаж добавочных опор. Верхний краешек навеса может устанавливаться к стенке строения. В этом варианте схема крепежа балки для опоры стропилин навеса может быть разной: балка устанавливается конкретно к стенке, или прилегает к ней, положенная на отвесные стойки.

предыдущий материал

Основные принципы грамотной шумоизоляции крыши для тишини и покоя в доме

следующий материал

Особенности выбора профилированного листа под кровлю

Характеристики	CertainTeed	GAF	Другие бренды
Тепловая устойчивость	Легко выдерживает температуру от -50°C до +120°C, без потери эксплуатационных свойств.	Выдерживает температуру от -50°C до +120°C.	Модифицированный битум конкурентов прекрасно чувствуя себя на морозе, зачастую едва переносит высокие температуры. В жаркое лето гонты черепицы могут размягчаться, становиться липкими и легко истираться.
Стильный вид	В битумной черепице CertainTeed в большинстве серии используются многослойные гонты. Характерной особенностью таких гонтов является образование линий теней и контрастных цветовых переходов, что делает гонты визуально более толстыми на вид.	Тоже много серий из многослойных гонтов.	Из модифицированного битума выпускаю только однослойные нарезки. Обычно имеется одна серия на окисленном битуме из двухслойных гонтов.
Ассортимент	20 серий и 150 привлекательных цветовых оттенков. Кроме того, с 1993 года ,благодаря введению строгого контроля производства всей партии изделий, CertainTeed отменил требование, чтобы все упаковки с черепицей имели одинаковый код даты для обеспечения однородности цвета.	Больше 10 коллекций и около 100 цветовых оттенков.	Обычно не более 5-7 коллекций, состоящих максимум из 4-5 цветов.
Гарантия	Гарантийные обязательства на гибкую черепицу сроком от 50 лет. Модели, имеющие несколько слоёв ламинации, сопровождаются пожизненной гарантией.	Пожизненная гарантия на территории Америки. В странах СНГ на сегодняшний день нет официального представительства и соответственно никаких гарантий нет.	Многие производители подкрепляют качество своей продукции двумя видами гарантий: от 15 лет в зависимости от продуктовой линейки.
Сопротивляемость ветру	Для нескольких серий при использовании специальных методов укладки дается гарантия от повреждения ветром, дующим со скоростью до 209 км/ч. Это самый высокий показатель на рынке среди образцов премиального класса. На остальные серии - до 177 км/ч.	Способна оказать сопротивление порывам ветра не более 177 км/ч. Возможны отрывы гонтов при сильном ветре.	Большинство европейских и российских производителей не проводят испытания на сопротивление ветру.
Защита от грибков и мха	При производстве цветных гранул для защиты черепицы от солнца на них наносят слой меди. Такие гранулы обеспечивают намыв оксида меди на гонт во время дождя и препятствуют образованию водорослей, грибков и пр.	Собственная запатентованная технология StаinGuаrd сопровождается гарантией всего на 10 лет.	Как показывает практика и отзывы, у конкурентов возникают проблемы с появлением растительности раньше заявленного срока. Большинство производителей для удешевления продукции вообще не наносят на гранулы защитный слой из меди или цинка.
Наличие комплектующих	В ассортименте специально разработанные доборные элементы (стартовые полосы, коньковые элементы), самоклеящиеся ковры, аэраторы и пр.	В ассортименте есть стартовые полосы, коньковые элементы и пр.	Конкуренты зачастую заменяют стартовые полосы и коньковые элементы простой однослойной черепицей классической серии или ,так называемой, коньково-карнизной черепицей. В конечном итоге монтажникам приходится вручную нарезать их, что влияет на общий вид, скорость и качество монтажа. Отсутствуют самоклеящиеся ковры, что приводит к дополнительным затратам времени на фиксацию подкладочных ковров гвоздями.
Защита от лавинного схода снега	Снег с поверхности кровли CertainTeed спускается не лавиной, а небольшими порциями, поэтому нет необходимости в установке снегозадержателей.	Можно не устанавливать точечные снегозадержатели.	При укладке черепицы малоизвестных производителей необходимо позаботиться о дополнительной защите водостока и фасада конструкций, так как снег может сходить лавинообразно вместе с цветными гранулами защитного слоя черепицы.
Экологичность и качество	Высококачественный битум, подвергшийся окислению в процессе производства, был «состарен» искусственным образом. Такое покрытие стабильно на протяжении всего срока эксплуатации, не имеет испарений и прочих изменений.	Все продукция для американского рынка производится из окисленного битума.	SBS-модифицированный битум, используемый большинством производителей, не может претендовать на звание чистого материала. Он продолжает выделять вредные испарения и менять свою структуру еще долгие годы. Ряд производителей для "придания веса" своей черепице на заднюю сторону гонтов наносят тяжелую крошку, которая утяжеляет гонт. Однако такое увеличение веса не приводит к увеличению прочности гонтов.