Расчет стропильной системы крыши – Расчет односкатной крыши — онлайн калькулятор: расчет конструкции фермы (обрешетки, стропила, кровельные прокрытия)

Содержание

Расчет стропильной системы двухскатной крыши: примеры, нюансы, советы

Большая часть строительства уже позади, и ваш будущий дом радует крепким фундаментом и ровными стенами? Самое время приступать к строительству крыши, которая будет защищать ваш домашний уют от сырости и непогоды. Но первое, что нужно сделать – спроектировать и рассчитать всю конструкцию до самой последней детали.

Помните, что на высоте все работы проходят сложнее, а потому лучше ничего не переделывать. Тем более, что сам расчет стропильной системы двухскатной крыши не сложен – сейчас в этом вы убедитесь сами! К слову, двускатную крыше еще называют щипцовой.

Итак, вот основные элементы такого каркаса:

  • Мауэрлат – это фундамент кровли, обычно представленный горизонтальным брусом, на который и опираются стропила.
  • Коньковый брус.
  • Наклонные балки и стропила.
  • Вертикальные стойки.
  • Обрешетка и дополнительные детали, придающие необходимой жесткости каркасу.

Ничего сложного – двускатная крыша как раз этим и радует:

Устройство двускатной крыши своими руками
Устройство двускатной крыши своими руками

Проект стандартной двускатной стропильной системы представляет собой две наклонные плоскости прямоугольной формы и ровные вертикальные торцы по бокам, называемые фронтонами. Такая крыша – одна из самых простых конструкций, со строительством которой успешно справляются даже малоопытные специалисты.

А вот ломаная двускатная крыша имеет уже другую архитектуру. Здесь верхняя более пологая крыша обычно строится с углом наклона 30°, а нижняя крутая – с наклоном 60°.

Ломаная двускатная крыша хороша тем, что на ней почти не задерживается снег и наледь, а вот мансардное помещение оказываются куда удобнее и уютнее. Причем в нижней плоскости такой крыши рационально делать мансардные окна, которые на более пологих плоскостях обычно становятся проблемой протечек и сырости – на них дольше задерживается дождевая вода.

Отметим, что ломаная стропильная система один из самых лучших вариантов для зданий шириной 6-8 м. Причем ломаный профиль вам будет легче собрать – для этого нужно всего лишь смонтировать прямо на земле нужные узлы, а все стойки и стропила просто обрезаем по шаблону:

Строительство двускатной ломаной крышиСтроительство двускатной ломаной крыши Строительство двускатной ломаной крыши
Строительство двускатной ломаной крыши

Итак, первым делом при проектировании и просчете определитесь с полезной площадью мансарды, и исходя уже из этих данных решите, насколько высокими будут вертикальные стойки. А мансарду обычно в такой крыше делают – удобно ведь.

Предлагаем для удобства разобраться с понятиями:

Устройство стропильной системыУстройство стропильной системы

Рассчитываем угол наклона скатов

Теперь рассчитываем наклон скатов. Так, если ваш дом имеет стандартную ширину 6-8 м, тогда угол скатов 45° оставит для жилого пространства мансарды слишком мало места. Делайте 60° – это самый удачный вариант, хотя и обойдется вам дороже. Кроме того, уже с 45° наклона вы сможете использовать любые кровельные материалы.

Редко, но случается, когда двускатная крыша изначально планируется ассиметричной – хотя бы ради того, чтобы в чердачном пространстве было место для обустройства жилой мансарды. Но в любом случае угол наклона стандартной двускатной крыши высчитывайте исходя из ветровых и снеговых нагрузок вашего региона.

Но учитывайте, что с увеличением угла наклона скатов увеличится и расход материалов, хотя и эксплуатационные характеристики такой крыши тоже будут выше:

Строят также двускатные крыши с неравными углами скатов, чтобы выразить оригинальный дизайн. В ней много недостатков, а потому вы советуем вам спланировать все-таки симметричную крышу, в основании которой равнобедренные треугольники.

Определяемся с видом стропил

У двускатной крыши их всего два.

Висячие стропила

Отличительная особенность этого вида стропильной системы в том, что опора здесь идет только на боковые стены сооружения, т.е. стропила попросту висят. Этот процесс в строительстве считается негативным, т.к. подобное проектирование ведет к распирающей нагрузке крыши и со временем стены могут даже деформироваться. А с десятилетиями – даже перекоситься. Вот почему для более гармоничного и безопасного распределения нагрузки продумайте дополнительные и вспомогательные элементы – затяжки, бабки, укосы.

Висячие стропила двухскатной крышиВисячие стропила двухскатной крыши

Но есть у висячей стропильной системы и свои преимущества:

  • Монтажные работы такой крыши довольно просты.
  • Нет сложных узлов и других элементов для надежности системы.
  • У всей стропильной конструкции – высокая степень жесткости.

А еще висячие стропила не рекомендуются в регионах высокой ветровой нагрузки.

Наслонные стропила

Наслонная стропильная система характеризуется наличием внутренней опорной перегородки, которая располагается на одинаковом расстоянии от противоположных стен. На нее опирается вся кровля, а потому без наслонной системы не обойтись, если крыша будет иметь серьезный вес или размер.

Наслонная стропильная система двухскатной кровлиНаслонная стропильная система двухскатной кровли

Распределяем нагрузку стропил

А теперь важно максимально перераспределить нагрузку всех стропил на балки перекрытия. Если стропила нужно усилить, тогда добавьте в проект дополнительные накладки или большее, чем планировалось, сечение бруса.

Вес стропильной системы и кровельного покрытия

Рассчитываем все по таким таблицам:

Как рассчитать вес стропильной системы
Как рассчитать вес стропильной системы Вес кровли двускатной крышиВес кровли двускатной крыши

В проекте также могут быть наклонные стойки, которые усиливают стропильную систему. Далее, ферму остроконечной крыши нужно будет усилить бабкой – центральной стойкой, которая соединит потолочную и коньковую балки.

Кроме того, важно, чтобы кровля могла легко переживать климатические диссонансы. Проще всего просчитывать и проектировать крыши в небольших странах, где по всей территории один и тот же климат. Вот почему у ирландцев принято строить одни конструкции, в жарких странах – другие, а шведов третьи. Просто в таких местностях веками складываются строительные традиции, которые на самом деле проверены на практике не одним поколением.

А вот в России такие традиции неоднозначны: где-то строят пологие низкие крыши и дома почти в земле, а где-то наоборот – высокие острые скаты у таких же высоких теремков. Дело в том, что климат в нашей стране разнообразен (естественно, из-за ее огромной территории), и в одних местностях пытаются справиться с тоннами снега, а в других – не дать шальному ветру сорвать все крыши в деревне. Поэтому все равно ориентируйтесь на опыт вашего региона и не принимайте слишком радикальных решений в просчете стропильной системы.

А узнать ветровую и снеговую нагрузку вашей местности не сложно при помощи таких карт:

Ветровая и снеговая нагрузка на кровлюВетровая и снеговая нагрузка на кровлю
Ветровая нагрузка

Итак, сила ветра оказывает боковое давление на крышу. Сталкиваясь с препятствием, ветер делится на два потока: вниз к фундаменту и вверх, под карниз. Если вы просчитаете все правильно, ваша крыша будет служить вам верой и правдой до самых правнуком, а если ошибетесь с расчетами – последствия будут печальными. Причем, если ветер срывает крышу в буквальном смысле этого слова, здесь не обойтись каким-нибудь небольшим ремонтом – придется строить заново всю стропильную систему.

Поэтому в строительном мире принято уделять особое внимание так называемому аэродинамическому коэффициенту крыши. Он зависит от ее угла наклона: чем круче, тем такая нагрузка будут больше и ветру будет легче опрокинуть кровлю. Чем ниже, тем сложнее, но здесь уже ветер будет действовать как подъемная сила, стремясь зацепить за карниз и сорвать, как шляпку гриба. А потому идеальная крыша для ветреных регионов – с небольшим углом наклона и минимальным карнизом. И уж точно не с висячими стропилами.

Другой опасный момент: в таких местностях ветер часто обрывает ветви у деревьев и разносит другие предметы. А чем выше кровля, тем больше вероятности, что с ней столкнется весь этот мусор. Пару царапин – и коррозия гарантирована. Поэтому от металлического покрытия тоже придется отказаться. Кроме того, если в вашей местности сильные ветра, мауэрлат укладывать близко к краю наружной стены не рекомендуется, чтобы порывы ветра не могли его сорвать.

Снеговая нагрузка

Снежный покров в зимние периоды на самом деле оказывает немалое давление на крышу. И чем севернее район, тем больше там таких осадков, и тем больше угроза пролома крыши, особенно при низком угле наклона. А потому проектировать и рассчитывать этот финишный элемент здания нужно осторожно, с учетом всех тонкостей и нюансов.

Особенно сложно продумать надежную крышу в тех районах, где периодическая смена температур – норма. Дело в том, что постоянное таяние снега, и его промерзание на следующий же день сказывается плохо на любом кровельном покрытии. В итоге деформируется вся стропильная система, разрушается гидроизоляции и утепление, а постоянные протечки кровли влекут за собой неприятную сырость и регулярные ремонты. У вас похожие погодные условия? Делайте ставку максимальную защищенность кровли!

Формула расчета угла наклона кровли в этом случае проста: чем выше уклон, тем меньше задерживается снег. В снежных регионах также забудьте о сложных формах крыши и многочисленности элементов. Рассчитывайте только простую конструкцию с высоким углом наклона, на которые обязательно нужно будет поставить снегодержатели (чтобы осадки не разрушили водосточную систему).

Естественно, собственноручно начертить всю стропильную систему, как в официальной проектной документации, довольно сложно, если только у вас не образование архитектора. Но вполне достаточно обладать теми теоритическими знаниями, которые вам дает эта статья и хотя бы сделать наброску, чтобы можно было уже закупать строительный материал. И можно пойти еще одним путем – использовать современные 3D программы. С такими, как «Автокад» и «3D Max» разобраться будет сложно, но вот в «Аркон» все необходимые расчеты и эскизы сделать легко.

Также, если у вас все еще остались вопросы, на нашем сайте вы всегда найдете специальные онлайн-калькуляторы, которые быстро выполнят все необходимые расчеты.

Расчет стропильной системы двухскатной крыши: устройство, виды, онлайн программы

Чтобы составить проект, нужно провести определенные расчеты. Только так можно понять, сколько нужно материала, какие конструкции будут использоваться и сколько времени понадобится на строительство. А как проводится расчет стропильной системы двухскатной крыши? Какие основные параметры нужно высчитать до составления проекта? Об этом и пойдет речь в статье.

Особенности устройства двускатной стропильной системы

Прежде чем приступить к рассказу о том, как сделать расчет стропильной системы двухскатной крыши, стоит разобраться с самой конструкцией. Такой тип используется давно и до сих пор является лидером по популярности. Двухскатной крыше присущие как преимущества, которых несомненно больше, так и свои недостатки.

Преимущества

Своим широким распространением подобный тип кровли обязан своим плюсам. К таковым специалисты относят следующее:

Обустройство чердачного помещения двускатного крова
  • в первую очередь – это большое чердачное пространство. Здесь можно разместить любое вентиляционное или другое оборудование. А если дополнительно утеплить кровлю, то из чердака можно сделать дополнительную жилую площадь. Плюс ко всему, владелец дома может сделать ломаный вариант двухскатной крыши. В этом случае свободного пространства на чердаке станет еще больше;
  • у подобной конструкции две наклонной плоскости. Если правильно подобрать угол, то на кровле не будет скапливаться снег, а во время дождя вода будет быстро уходить. Это значительно облегчает уход за кровлей и уменьшает риск возникновения течи;
  • двухскатная крыша легко возводится. Конечно, тут нужны определенные навыки. Но если сравнивать ее с четырехскатным вариантом, проблем с монтажом гораздо меньше;
  • еще один плюс – это удобство ремонта. Так как мало изгибов и переломов, заменить поврежденный лист шифера или профлиста не составит большого труда.

Кроме того, стоимость двухскатной крыши будет дешевле, чем у вальмовой или четырехскатной. Это происходит за счет того, что при монтаже остается мало «обрезков» кровельного материала. Также меньше затрат требует и сама стропильная система.

Недостатки

Ни смотря на все плюсы, и у двухскатной крыши есть свои недостатки. В первую очередь стоит упомянуть «несовременный» внешний вид. Обычная двухскатная кровля придает дому «деревенское» обличие.

Водосточная система двускатной крыши

Кроме этого среди недостатков специалисты отмечают следующее:

  • такая конструкция подвергается большим ветровым нагрузкам. У крова два ската и два фронтона, все это становится препятствием для воздушных потоков. В этом плане двускатный вариант смотрится хуже, чем вальмовый;
  • также к минусам можно причислить то, что нет возможности сделать водосточную систему по кругу. В связи с этим, с торцов дома необходимо делать большие свесы, чтобы струи воды не размывали стены и фундамент.

Также стоит помнить одну особенность, чем больше площадь дома, тем больше материалов вам понадобится для крыши. При этом расходы будут расти непропорционально быстрее, чем полезное пространство нового строения. Но, не смотря на все немногочисленные минусы, двухскатная крыша все равно остается самой востребованной.

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.

Как выполнить расчет стропильной системы двускатной крыши

Если с выбором типа системы разобрались, стоит продвигаться дальше. Теперь необходимо провести расчет стропильной системы двухскатной крыши. Самое главное, что нужно узнать – это какой делать угол уклона ската и выбрать сечение самих стропил. Дело это необходимо тщательно. Если «закрадется» ошибка, то кровля может и не простоять долго.

Расчет угла наклона скатов крыши

Как вычислить угол ската крыши и рассчитать ее монтаж

Самое первое, что нужно выяснить – это какой угол уклона скатов выбрать. При этом следует учитывать следующие важные факторы:

  1. Какие климатические условия в вашем регионе. Двухскатная крыша подвергается большим ветровым нагрузкам. Если в вашей местности дуют сильные ветра, то угол нужно делать меньше. Но в этом случае на крыше могут скапливаться большие сугробы снега. Поэтому желательно выбрать «золотую середину».
  2. Какой кровельный материал будет использоваться. Каждый производитель рекомендует свой уклон ската, оптимальный для своих изделий.
  3. Будет ли использоваться чердак. От угла наклона ската во многом зависит количество свободного пространства под крышей.

Также не стоит забывать и про внешний вид. Слишком высокая крыша будет смотреться не очень привлекательно. Тут нужно учитывать ширину самого дома.

Расчет веса двускатной крыши дома

Оптимальный угол наклона считается от 30 до 60 градусов. При этом можно использовать практически любой кровельный материал, также остается много свободного пространства под крышей.

Распределение нагрузки стропил

Еще одной важно частью расчетов стропильной системы двухскатной крыши будет определение и распределение нагрузок. Именно от этого будет зависеть прочность всей конструкции. Всего различают два типа нагрузок:

  • постоянные;
  • переменные.

К первой группе относится вес самой крыши и всего оборудования на ней установленного. Для расчета постоянной нагрузки можно воспользоваться таблицами. В них указывается вес деревянных изделий, из которых строится стропильная система, различной длины и сечения. Также следует учитывать массу кровельного материала, утеплителя, гидроизоляции  и других компонентов крыши.

Данные для расчета ветровых и снеговых нагрузок

С переменными нагрузками немного сложнее. Тут следует учитывать и воздействие ветра, и массу снега, который будет скапливаться на крыше. Чтобы узнать эти данные можно посмотреть на специальные климатические карты или обратиться в отдел архитектуры администрации вашего района.

В зависимости от нагрузок, которые будут воздействовать на стропильную систему, выбирается сечение всех ее элементов. Кроме этого, следует продумать установку дополнительных компонентов. В зависимости от степени нагрузок предусматривают монтаж подпорок, распорок, подкосов и так далее.

Расчет стропильной системы двухскатной крыши при помощи специализированных программ

Проектирование кровли – это весьма сложное занятие. То же самое касается и расчетов, связанных с возведением крыши. Порой справится с такое задачей, даже в случае с двухскатной крышей, бывает под силу далеко не каждому. Здесь следует учитывать множество показателей и знать различные нюансы.

Если вы не профессионал, то можно воспользоваться специальными программами. Они помогают правильно произвести все расчеты. Среди таких программных продуктов можно назвать следующие:

  1. Автокад.
  2. 3D Max.
  3. Аркон и другие.

Первый два варианта используют 3D графику. Если вы не знакомы с такой технологией, то работать с ними будет немного сложно. «Аркон» — это более упрощенная программа. Здесь можно и расчеты сделать, и эскиз нарисовать. Кроме этого, можно воспользоваться и он-лайн калькуляторами. В отведенные клетки вводятся все необходимые данные, после чего делается расчет. Но, даже воспользовавшись любым из этих способов, лучше дополнительно получить консультацию у специалиста. Крыша – эта сложная и важная составляющая дома, и от того как качественно она будет сделана зависит долговечность вашего жилища.

Расчет деревянных стропил крыши

Обычно в частном строительстве для устройства крыши дома используется деревянная стропильная система, которая обычно состоит из стропил (верхний пояс стропильной системы), обрешетки, подкосов, затяжек, стоек и прогонов. Основным элементом из них являются стропила. Именно от их надежности зависит «сложится» ли ваша крыша или нет. Поэтому для того, чтобы этого не случилось данные конструкции необходимо рассчитывать — делать подбор минимально допустимого сечения по прочности и прогибу.

Содержание:

1. Калькулятор

2. Инструкция к калькулятору

Сделать это Вы можете на данной странице, где Вам предлагается произвести расчет деревянных стропил крыши (расчет обрешетки см. другой калькулятор) для восьми типов стропильной системы:

  • Тип 1 — односкатная крыша, в которой стропила опираются на две опоры.
  • Тип 2 — в основе стропильной системы лежит треугольник, стропилины которого опираются по двум точкам.
  • Тип 3 — двухскатная крыша, состоящая из треугольной стропильной системы, в которой используются подкосы.
  • Тип 4 — треугольная арка с затяжкой на опорах.
  • Тип 5 — стропила крыши с шарнирным опиранием по концам и жестким защемлением в области конька.
  • Тип 6 — в стропильной системе каждая стропилина опирается на три опоры.
  • Тип 7 — стропильная система, в которой стропилины соединены приподнятой затяжкой.
  • Тип 8 — стропильная система мансардной крыши, которая опирается на четыре опоры и имеет затяжку в области верхних опор.

Примечание: Данный список можно было еще долго и долго продолжать. Но даже если Ваша крыша точно не соответствуют перечисленным типам, благодаря данному калькулятору Вы все равно сможете ее рассчитать. Просто нужно подобрать наиболее подходящий из предложенных.

Калькулятор

Инструкция к калькулятру

Исходные данные

Условия эксплуатации:

Срок службы — здесь указывается срок, на протяжении которого конструкции должны исправно работать.

Про остальные параметры (длины (L и L0), шаг стропил (K), высоты крыши (Н, Н1 и Н2)) и так все понятно. Здесь просто нужно смотреть на рисунок.

Характеристики стропилин:

Для справки, стропилина — это одна из досок стропил.

Материал — здесь выбирается порода дерева, из которой будут изготовлены стропилины, а впоследствии и стропила.

Ширина (B) и высота (D) — размеры сечения стропилины.

Сорт древесины — здесь выбирается сорт древесины, из которого будут изготовлены стропилины.

Пропитка — ставится «Да», если древесина будут подвержена глубокой пропитке антипиренами под давлением.

Нагрузка:

По СНиП «Нагрузки и воздействия» нагрузка на стропила может быть неравномерной. Другими словами, стропилина слева может быть нагружена больше, чем стропилина справа (подробнее об этом в статье: сбор нагрузок на кровлю и стропила). Поэтому, если рассчитывается лишь одна стропилина, то нормативные (qн)  и расчетные (qр) нагрузки берутся максимальные (в нашем случае слева). А если расчет стропил крыши производится так, как в случае с затяжками (когда рассчитывается стропило целиком), то нужно указывать и нагрузки слева (qн1, qr1) и нагрузки справа (qн2, qr2).

Результат

Длины (L1 и L2) — расчетные длины стропилин.

Углы наклона (P, P1 и P2) — углы наклона стропил и подкоса. В случае с подкосом угол наклона Р2 желательно делать в пределах 45-53°.

Реакции (VA, VB и VC) — реакции, возникающие на опорах.

Усилия (NA, NC, ND и NE) — усилия, возникающие в затяжке.

Гибкость стропилины — параметр необходимый для расчета стропил на сжатие.

Расчет по прочности:

Gстропил. — напряжение, возникающее в стропилах.

Rтреб требуемое расчетное сопротивление древесины. Если возникающее напряжение превышает его, то стропилы по прочности не проходят. В этом случае нужно, либо уменьшать шаг стропил, либо увеличивать их сечение.

Запас — в случае, если Gстропил.>Rтреб, то здесь показывается на сколько превышено напряжение в стропилах; в противном случае (Gстропил.<Rтреб) в данной графе отображается запас прочности.

Примечание: в случае, если стропилина имеет три опоры, то расчет по прочности производится в двух вариантах:

  • Вариант 1 — на усилия и момент, возникающие на средней опоре.
  • Вариант 2 — на усилия и момент, возникающие в большем пролете (L1 или L2).

Расчет по прогибу:

В принципе, если Вы строите дом себе, то на него можно не обращать внимания при условии, что стропила по прочности проходят.

Fстропил.прогиб, который возникает под действием нагрузок.

Fmax — максимально допустимый прогиб для стропил.

Запас — здесь отображается, либо процент запаса (положительная цифра), либо на сколько действительный погиб стропил крыши превышает максимально допустимый (отрицательная цифра).

Расчёт стропильной системы двухскатной крыши.

Грамотный расчёт стропильной системы двухскатной крыши — обязательное условие для обеспечения 100% надежности и долговечности дома в целом.

Любая непосильная нагрузка или неравномерное распределение веса кровли могут стать причиной повреждения или даже разрушения здания.
Каждый проект дома предусматривает индивидуальный план организации всей крыши на основе строительных норм и особенностей конкретного дома.

В первую очередь определяют уклон скатов, поскольку, скажем, в случае минимальных углов, 10–15° или наоборот при уклоне более 45°, действуют некоторые ограничения на выбор кровельного материала. Стропильная система практически проектируется на уже выбранное покрытие.

Хотя с увеличением уклона материальные затраты растут, при этом также улучшаются эксплуатационные характеристики – «крутая» крыша может сама очищаться от снега. 
Еще одним ограничителем наклона являются природные явления. Особой точности требует связанный с ними учет параметров крыши, например, снеговые и ветровые действия.

Далее приступают к определению общего веса пирога для кровли, который включает обрешетку, утепление, а также кровельное покрытие.
После определения веса пирога кровли, определяют значение снеговой и ветровой нагрузки. Далее расчитывают стропильную систему на прочность и прогиб.
Заключительным этапом является расчёт пиломатериалов и подготовка инструкции по креплению кровли. Для примера приведем расчёт стропильной системы двухскатной крыши из записи сообщества построим свой дом .


Пример расчёта: 


Требуется рассчитать стропильную систему крыши для дома, в Псковской области.
Расстояние между центрами опирания стропил на мауэрлат – L = 6 м.
Стропила из деревянных балок сечением 15×5 см , с шагом Ш= 1,2 м.
Угол наклона кровли a=45°.
допустимый прогиб 1/200
Нагрузки, действующие на крышу.
1. Снеговые нагрузки.
2. Ветровые нагрузки.
3. Вес кровельного материала
4. Вес обрешётки и стропил.
1. Снеговые нагрузки.
Для расчёта снеговой нагрузки воспользуемся формулой:
S=µ×Sg
где,
S — искомая величина снеговой нагрузки, кг/м²
Sg — нормативная снеговая нагрузка, кг/м².
µ — коэффициент, зависящий от угла наклона крыши α, безразмерная величина.
µ = 1; при α ≤ 30°,
µ = 0,0333×(60-α) ; при 30° < α < 60°,
µ = 0; при α ≥ 60°.

По карте 1 обязательного приложения 5 СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия» определяем Sg — нормативную снеговую нагрузку для Псковской области vk.com/postroim_svoi_dom


Sg=180 кг/м²
Так как 30° < α < 60°, расчёт µ произведём по формуле µ = 0,033×(60-α).
µ = 0,033×(60-45)= 0,495
S=Sg×µ =180×0,495=89,1 кг/м².

2. Ветровые нагрузки.
Если угол наклона крыши α > 30°, то из-за её парусности ветер давит на один из скатов и стремится её опрокинуть.
Если угол α < 30°, то подъёмная аэродинамическая сила, возникающая при огибании её ветром, а также турбулентности под свесами стремятся эту крышу приподнять.
Согласно СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия» , нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки Wm определяем по формуле:
Wm=Wo×K×C; где,
Wo — нормативное значение ветрового давления.
K — коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления, в зависимости от высоты здания и характера местности.


C — аэродинамический коэффициент, в зависимости от конфигурации здания и крыши может принимать значения от минус 1,8 (α < 30°) до плюс 0,8 (α > 30°). 
Чем тяжелее крыша, тем она более устойчива против ветровой нагрузки.
По карте 3 приложения 5 в « СНиП 2.01.07-85» находим, что Псковская область относится к первому ветровому району Wo= 23 кг/м²


коэффициент K= 0,75
Значение аэродинамического коэффициента C принимаем равным 0,8
Wm= 23×0,75×0,8 = 13,8 кг/м².
3. Вес кровельного материала.
Различные виды кровли имеют следующий вес:
1. Шифер — 19 кг/м² ( 8-ми волновый шифер, при толщине 5,8 мм и укладке с нахлестом 25см и смещением на 1,5 волны;
2. Металлочерепица, профнастил — 4 — 5 кг/м²;
3. Ондулин — 4 — 6 кг/м²;
4. Битумная черепица 8 — 12 кг/м²;
5. Керамическая черепица 35 — 50кг/м²;
4. Вес обрешётки и стропил.
Вес обрешётки = 510 кг/м³×0,1м×0,05м×3шт/1м² = 7,65 кг/м²; 
Вес стропил = 510 кг/м³×0,15м×0,05м/1,2м² = 3,2 кг/м²
Посчитаем нагрузку на стропильную систему при использовании шифера:
Снеговые нагрузки – 89,1 кг/м²
Ветровые нагрузки – 13,8 кг/м²
Вес кровельного материала — 19 кг/м²
Вес обрешётки — 7,7 кг/м²
см запись расчет обрешетки — vk.com/wall-72891995_213
Вес стропил — 3,2 кг/м²
Итого: q расч = 132,8 кг/м²
Проекция распределенной нагрузки на ось перпендикулярную стропильной ноге q=q расч×cosa= 132,8×0,707= 93,9 кг/м²
M_max=(q×Ш×(L/2)²)/8=(93,9×1,2×3²)/8=125,82 кгс∙м=12582 кгс∙см
определяем требуемый момент сопротивления деревянной стропильной ноги
Wтреб = Мmax / R,
где R -расчетное сопротивление древесины хвойных пород на изгиб 
R = 14 МПа = 142,71 кгс/см²
Wтреб = 12582 / 142,71 = 88,2 см³ 
Wбалки ≥ Wтреб 
Wбалки = b x h² / 6 = 5×15²/6= 187,5 см³ ≥ 88,2см³
Условие выполняется.
Определение прогиба балки.
f=(5×q×Ш×(L/2)⁴)/(384×E×J)
где q — нагрузка на балку
L =6 м — расстояние между центрами опирания стропил на мауэрлат
Е — Модуль упругости древесины, при расчете по предельным состояниям второй группы следует принимать равным вдоль волокон Е = 10 000 МПа (100 000 кгс/см2 или 10х10^8 кгс/м²)
J — момент инерции, для доски прямоугольного сечения
J = b x h³ / 12 = 5 х 15³ / 12 = 1406,25 см⁴
f = 5 х 93,9 х 1,2 х 3⁴ / 384 х 10 х 10^8 х1406,25 х 10^-8 = 0,0084 м или 0,84 см.
допустимый прогиб 
f доп=L/200=300/200=1,5см≥0,84см
Условие по прогибу выполняется.
Значение распирающей нагрузки q (х).
Проекция распределенной нагрузки на ось параллельную стропильной ноге 
q(х)=q расч×sin(a)= 132,8×0,707= 93,9 кг/м²
q (х) ×Ш = 93,9×1,2= 112,7 кг – крепление каждой (кроме крайних) стропильной ноги к мауэрлату должно выдерживать нагрузку на срез — 112,7 кг.

#Расчет#стропильной#системы#двухскатной#крыши

#Построим#свой#дом


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *