Сечение стропил таблица – расчет сечения балок и брусьев, размеров, толщины, высоты, стропильные работы, усиление системы каркасного дома

Содержание

Расчет сечения стропил

Для того, чтобы определить размер бруса или доски для стропил, необходимо выполнить расчет сечения стропил. В данной статье в табличной форме представлены результаты расчета стропил при различных схемах двускатных крыш, нагрузках, длине стропил и углах наклона стропильных ног. Подбор сечения стропил уже выполнен по расчету и сведен в таблицу, вам осталось только выбрать из нее данные согласно вашим размерам.

Конечно, абсолютно все варианты мы охватить не могли, но найти наиболее близкий случай для вашей крыши и приблизительно сориентироваться с размерами стропил можно. Подбирать нужно по худшему, чем у вас, варианту.

Разберемся, как работать с таблицами:

Шаг 1. Выбираем подходящую конструкцию кровли по схеме.

Шаг 2. Находим в столбце 1 таблицы нагрузку, наиболее близкую вашему району. Как определить нагрузку на стропила для вашего района смотрите в статье»Как определить нагрузку на крышу в вашем районе»

Шаг 3. Находим во втором столбце подходящее для вашего случая значение L>1 (см. рисунок) – это длина горизонтальной проекции стропильной ноги от опоры до конька. Если крыша симметричная, то значению L1 соответствует половина расстояния между наружными стенами дома.

Шаг 4. Находим в третьем столбце угол наклона стропил α. . Чем круче угол, тем большим будет сечение стропил.

Шаг 5. Выбираем в столбце 4 шаг стропильных ног S (расстояние между соседними стропилами), и по нему находим в столбце 5 необходимое сечение стропильной ноги.

Внимание!

Данные таблицы являются справочными. Окончательное сечение стропил следует подбирать по расчету. Прочность соблюдается лишь при условии соблюдения всех геометрических параметров, указанных в таблицах.

Схема 1. Расчет стропильной ноги для крыши с затяжкой.

Таблица 1 к схеме 1 (L1 = 3м).

Нагрузка на крышу, кг/м2

Длина проекции стропила

«L1», м

Угол наклона стропила «?», в градусах

Шаг стропильных ног,

«S», м

Сечение стропила,

см

Длина стропила,

«L», м

Максимальное расстояние между опорами стропила,

«L2», м

Высота крыши,

«Н», м

Высота положения затяжки,

«а», м

1

2

3

4

5

6

7

8

9

160

3

25

1,8

5х12

3,3

2,15

1,4

0,9

30

5х13

3,45

2,3

1,7

1,15

35

5х13

3,65

2,45

2,1

1,4

40

5х14

3,90

2,60

2,5

1,70

45

5х16

4,25

2,85

3,0

2,0

194

25

5х13

3,3

2,15

1,4

0,9

30

5х14

3,45

2,3

1,7

1,15

35

5х14

3,65

2,45

2,1

1,4

40

5х15

3,90

2,60

2,5

1,7

45

5х16

4,25

2,85

3,0

2,0

238

25

5х13

3,3

2,15

1,4

0,9

30

5х14

3,45

2,3

1,7

1,15

35

5х15

3,65

2,45

2,1

1,4

40

5х16

3,90

2,60

2,5

1,7

45

5х14-2шт.*

4,25

2,85

3,0

2,0

279

25

5х14

3,3

2,15

1,4

0,9

30

5х15

3,45

2,3

1,7

1,15

35

5х16

3,65

2,45

2,1

1,4

40

5х17

3,90

2,60

2,5

1,7

45

5х15-2шт.*

4,25

2,85

3,0

2,0

279

25

1,5

5х13

3,3

2,15

1,4

0,9

30

5х14

3,45

2,3

1,7

1,15

35

5х15

3,65

2,45

2,1

1,4

40

5х16

3,90

2,60

2,5

1,7

45

5х17

4,25

2,85

3,0

2,0

 

*5х14-2шт. – означает, что стропильная нога состоит из двух досок сечением 5х14 см, соединенных между собой с помощью бобышек (деревянных брусков, служащих прокладками между двумя досками стропил, и устанавливаемых с шагом 50 см).

Таблица 2 к схеме 1 (L1 = 3.5м)

Нагрузка на крышу, кг/м2

Длина проекции стропила

«L1», м

Угол наклона стропила «?», в градусах

Шаг стропильных ног,

«S», м

Сечение стропила,

см

Длина стропила,

«L», м

Максимальное расстояние между опорами стропила,

«L2», м

Высота крыши,

«Н», м

Высота положения затяжки,

«а», м

1

2

3

4

5

6

7

8

9


160

3,5

25

1,6

5х14

3,9

2,4

1,6

1

30

5х14

4,0

2,7

2,0

1,35

35

5х15

4,3

2,8

2,45

1,6

40

5х16

4,6

3,05

2,95

1,95

45

5х17

4,95

3,3

3,5

2,35

25

1,8

5х14

3,9

2,4

1,6

1

30

5х15

4,0

2,7

2,0

1,35

35

5х16

4,3

2,8

2,45

1,6

40

5х17

4,6

3,05

2,95

1,95

45

5х14-2шт.*

4,95

3,3

3,5

2,35


194

25

1,6

5х15

3,9

2,4

1,6

1

30

5х15

4,0

2,7

2,0

1,35

35

5х16

4,3

2,8

2,45

1,6

 

5х17

4,6

3,05

2,95

1,95

 

5х15-2шт.*

4,95

3,3

3,5

2,35

25

1,8

5х15

3,9

2,4

1,6

1

30

5х16

4,0

2,7

2,0

1,35

35

5х16

4,3

2,8

2,45

1,6

 

5х14-2шт.*

4,6

3,05

2,95

1,95

 

5х15-2шт.*

4,95

3,3

3,5

2,35


238

25

1,6

5х16

3,9

2,4

1,6

1

30

5х16

4,0

2,7

2,0

1,35

35

5х17

4,3

2,8

2,45

1,6

40

5х15-2шт.*

4,6

3,05

2,95

1,95

45

5х16-2шт.*

4,95

3,3

3,5

Сечение стропил таблица — Портал о стройке

Стопила – это «скелет» любой кровли, ее основа, и от того, насколько точно она подобрана, рассчитана и поставлена, зависит ее жизнеспособность. Стропильная система может меняться от в зависимости функций крыши – будет ли это просторный чердак или мансарда, от типа покрытия – под натуральную черепицу – усиленная, а над сараем – совершенно облегченная.

Стопила – это «скелет» любой кровли, ее основа, и от того, насколько точно она подобрана, рассчитана и поставлена, зависит ее жизнеспособность. Стропильная система может меняться в зависимости от:

  •  функций крыши – будет ли это просторный чердак или мансарда,
  • типа покрытия: под натуральную черепицу – усиленная, а над сараем – совершенно облегченная.

Что учитывать при расчете конструкции ↑

Давайте прежде определимся с некоторыми из основополагающих моментов.

  • Тип кровли. Стропильная система напрямую зависит от функциональных особенностей и формы кровли. Расчеты в случае двускатной или сложной многощипцовой крыши проводят по разной методике. Кроме того, ломаные кровли или вальмовые требуют для стабилизации системы дополнительных элементов (ригелей, подкосов, шпал и других).
  • Размеры и площадь кровли.  Этими параметрами во многом определяется и тип кровли. Если площадь большая, то автоматически увеличивается также и шаг стропил, расстояние между ними. А это, естественно, приводит к увеличению сечения доски, используемой в качестве материала и «усилению каркаса» в общем.
  • Прогон – это расстояние между несущими стенами, и чем он больше, тем больше изменяется конфигурация системы, тем больше требуется возводить дополнительных элементов, чтобы стабилизировать и усилить конструкцию.
  • Материал покрытия. Для многих кровельных материалов стропильная система должна удовлетворять определенным условиям. К примеру, гибкую черепицу укладывают на частую обрешетку или сплошное основание, для керамической требуется усиленный каркас, поскольку она достаточно весит.
  • Величина нагрузок.В первую очередь это важно в случае ветровой и снеговой нагрузки. Например, в снежных районах не так уж просто сделать кровлю со скатом меньше 45°, а с увеличением угла наклона и высоты крыши может увеличиться ветровая нагрузка. Так что, найти правильное решение требуемого баланса, но не в ущерб эстетичности и привлекательности не всегда просто, а иногда под силу только настоящим мастерам.

рассчитать шаг стропил

Разобравшись с отправными точками и вооружившись транспортиром, линейкой, карандашом и миллиметровой бумагой, можно рассчитать стропила для крыши. С точки зрения геометрии конструкция представляет собой систему треугольников или похожих фигур.

Для строительства нужно знать:

  •  угол ската,
  •  длину стропильной ноги,
  •  сечение доски,
  •  шаг стропил,
  •  размеры и длины различных опорных элементов сложной кровли.

На миллиметровку переносят основные размеры коробки, строят также «профиль крыши». Опорная система обычно бывает наслонной и висячей. Первый вариант – более распространенный. В этом случае точкой опоры для стропильных ног служат опорная балка или стена дома. Конечно, подобная конструкция – легкая и довольно гибкая, но когда прогон большой, используют другой вариант системы – висячий, поскольку здесь строение усиливают и стабилизируют с помощью дополнительных точек опоры.

наслонные стропиланаслонные стропила

  • Угол ската. Для правильного определения угла ската, недостаточно использовать геометрические параметры. Расчет проводят с учетом снеговой и ветровой нагрузок и типа кровельного покрытия.

Для этого используют специальные таблицы и программы.

Для металлических крыш этот предел уже составляет 30-35°. Большой угол решает проблему с водой и снегом, но одновременно это означает увеличение высоты и площади кровли, а следовательно и строительной сметы. Имея наклон, рассчитать высоту крыши и длину стропил не составляет труда.

Важно

Для черепицы расчет лучше начинать от 25-30°, иначе появится необходимость в существенной гидроизоляции.

Как рассчитать длину стропил и шаг ↑

  • Расчет стропил для двухскатной крыши, а именно — подсчет их длины сводится к применению теоремы Пифагора, поскольку сама она – гипотенуза, а катетами являются соответственно высота крыши и половина ее ширины.
  • Стандартная длина стропил – 4 и 6 метров, но этой величины при расчетах может оказаться и недостаточно.
  • Стандартный шаг стропил – 60-80 см. Это расстояние оптимально для 6-метрового пролета (максимум в 8 м). При большем расстоянии возникает необходимость в дополнительных растяжках или стойках.
  • Поперечная стяжка (ригель), установленный на уровне половины высоты стропила, значительно усиливает работу всей системы на «сжатие», тогда как дополнительные брусья, установленные поперечно между ногами стропил (различные затяжки) – на «растяжение».
  • Начиная с пролетов в 7-9 м, к затяжкам дополнительно устанавливают подкосы и бабки, чтобы не дать стропильной ноге прогибаться. Длина затяжек обычно равна пролету, а для расчета ригелей, подкосов и бабок нужны более сложные подсчеты.
  • Толщина доски.Этот параметр определяют, используя значения длины ноги и величины шага стропил, согласно установленным строительным нормам.

Посмотрите на видео, как устанавливаются стропила.

© 2019 stylekrov.ru



Source: stylekrov.ru

Читайте также

как рассчитать площадь, длину стропил и расстояние между ними

Стропильная система — это основная часть крови, которая воспринимает все нагрузки, действующие на крышу, и противостоит им. Чтобы обеспечить качественное функционирование стропил, требуется правильный расчёт параметров.

Как рассчитать стропильную систему

Чтобы сделать расчёт применяемых в стропильной системе материалов своими силами, представлены упрощённые расчётные формулы с целью повысить прочность элементов системы. Данное упрощение увеличивает количество применяемых материалов, но если крыша имеет небольшие габариты, то такое увеличение будет незаметным. Формулы позволяют рассчитать следующие виды крыш:

  • односкатные;
  • двускатные;
  • мансардные.
Стропильная системаСтропильная система

Срок службы крыши во многом зависит от правильного расчёта

Видео: расчёт стропильной системы

Расчёт нагрузки на стропила двускатной крыши

Для постройки наклонной кровли необходим несущий прочный каркас, к которому будут крепиться все остальные элементы. При разработке проекта выполняется расчёт требуемой длины и площади поперечного сечения стропильного бруса и других частей стропильной системы, на которые будут действовать переменная и постоянная нагрузки.

Стропила двускатной крышиСтропила двускатной крыши

Для расчёта системы нужно учитывать особенности местного климата

Нагрузки, которые действуют постоянно:

  • масса всех элементов конструкции крыши, таких, как кровельный материал, обрешётка, гидроизоляция, теплоизоляция, внутренняя обшивка чердака или мансарды;
  • масса оборудования и различных предметов, которые крепятся стропилам внутри чердака или мансарды.

Переменные нагрузки:

  • нагрузка, создаваемая ветром и выпавшими осадками;
  • масса работника, который выполняет ремонт или очистку.

К переменным нагрузкам также относятся сейсмическая нагрузка и другие виды особых нагрузок, которые предъявляют дополнительные требования к конструкции кровли.

Таблица зависимости уклона крыши от ветраТаблица зависимости уклона крыши от ветра

От ветровой нагрузки зависит угол наклона ската

В большинстве областей Российской Федерации остро стоит проблема снеговой нагрузки — стропильная система должна воспринимать выпавшую массу снега без деформации конструкции (требование наиболее актуально к односкатным крышам). При уменьшении угла наклона крыши снеговая нагрузка возрастает. Обустройство односкатной крыши с близким к нулевому углом наклона требует установку стропил, имеющих большую площадь поперечного сечения, с маленьким шагом. Также постоянно потребуется выполнять её очистку. Это относится и к крышам с углом наклона до 25о.

Снеговая нагрузка рассчитывается по формуле: S = Sg × µ, где:

  • Sg — масса снегового покрова на плоской горизонтальной поверхности размером 1 м2. Значение определяется согласно таблицам в СНиП «Стропильные системы» исходя из требуемой местности, в которой ведётся строительство;
  • µ — коэффициент, учитывающий угол наклона ската кровли.

При угле наклона до 250 значение коэффициента составляет 1,0, от 25о до 60о — 0,7, свыше 60о — значение снеговых нагрузок в расчётах не участвует.

Карта снеговой нагрузкиКарта снеговой нагрузки

Количество осадков влияет на расчёт крыши

Ветровая нагрузка рассчитывается по формуле: W = Wo × k, где:

  • Wo — величина ветровой нагрузки, определяемая согласно табличным значениям, учитывая характер местности, где ведётся строительство;
  • k — коэффициент, который учитывает высоту постройки и характер местности.

При высоте постройки, равной 5 м, значение коэффициентов составляет kА=0,75 и kБ=0,85, 10 м — kА=1 и kБ=0,65, 20 м — kА=1,25 и kБ=0,85.

Сечение стропила на крышу

Рассчитать размер стропильного бруса не составляет труда, если учесть следующий момент — кровля это система треугольников (относится ко всем видам кровли). Располагая габаритными размерами здания, значением угла наклона крыши или высоты конька и используя теорему Пифагора, определяется размер длины стропил от конькового бруса до наружного края стены. К этому размеру прибавляется длина карниза (в случае, когда стропила выступают за стену). Иногда карниз делается за счёт монтажа кобылок. Рассчитывая площадь крыши, значения длин кобылок и стропил суммируются, что позволяет вычислить необходимое количество кровельного материала.

Схема стропильной системыСхема стропильной системы

Сечение бруса для стропил зависит от многих параметров

Для определения сечения применяемого бруса при возведении любого типа кровли, в соответствии с требуемой длиной стропила, шагом его установки и другими параметрами, лучше всего применять справочники.

Диапазон размеров стропильного бруса лежит в пределах от 40х150 до 100х250 мм. Длина стропила определяется углом наклона и расстоянием между стенами.

Увеличение наклона крыши влечёт за собой увеличение длины стропильного бруса, и, соответственно, увеличение площади поперечного сечения бруса. Это необходимо для того, чтобы обеспечить необходимую прочность конструкции. В то же время уровень снеговой нагрузки снижается, а это значит, что устанавливать стропила можно с большим шагом. Но увеличивая шаг, вы увеличиваете общую нагрузку, которая будет воздействовать на стропильный брус.

Делая расчёт, обязательно учитывайте все нюансы, такие, как влажность, плотность и качество пиломатериалов, если строится кровля из дерева, толщину применяемого проката — если кровля из металла.

Основной принцип расчётов заключается в следующем — величина нагрузки, действующей на крышу, определяет размер сечения бруса. Чем больше сечение, тем прочнее конструкция, но тем больше и её общая масса, а соответственно больше нагрузка на стены и фундамент здания.

Как вычислить длину стропил двускатной крыши

Жёсткость конструкции стропильной системы является обязательным требованием, и её обеспечение исключает прогиб при воздействии нагрузок. Стропила прогибаются в случае допущенных ошибок в расчётах конструкции и величины шага, с которым устанавливается стропильный брус. В случае, когда данный дефект выявлен после окончания работ, необходимо укрепить конструкцию с помощью подкосов, тем самым вы увеличите её жёсткость. При длине стропильного бруса более 4,5 м применение подкосов является обязательным, так как прогиб будет образовываться в любом случае под воздействием собственного веса бруса. Данный фактор обязательно принимается во внимание при выполнении расчётов.

Схема крышиСхема крыши

Длина стропил зависит от месторасположения их в системе

Определение расстояния между стропилами

Стандартный шаг, с которым выполняется установка стропил в жилом доме, составляет порядка 600–1000 миллиметров. На его величину влияет:

  • расчётная нагрузка;
  • сечение бруса;
  • характеристика кровли;
  • угол наклона крыши;
  • ширина материала утеплителя.
Схема расположения стропилСхема расположения стропил

Не рекомендуется искусственно уменьшать или увеличивать шаг стропил

Определение необходимого числа стропил происходит с учётом шага, с которым они будут устанавливаться. Для этого:

  1. Выбирается оптимальный шаг установки.
  2. Длина стены делится на выбранный шаг и к полученному значению прибавляется единица.
  3. Полученное число округляется до целого.
  4. Повторно делится длина стены на полученное число, тем самым определяется нужный шаг монтажа стропил.

Для того чтобы высчитать требуемое количество стропил, необходимо учесть межосевое расстояние между ними.

Площадь стропильной системы

При вычислении площади двускатной крыши требуется учитывать такие факторы:

  1. Суммарную площадь, которая состоит из площади двух скатов. Исходя из этого определяют площадь одного ската и полученное значение умножают на число 2.
  2. В случае, когда размеры скатов различаются между собой, площадь каждого ската находится индивидуально. Суммарная площадь вычисляется сложением полученных значений для каждого ската.
  3. В случае, когда один из углов ската больше или меньше 90о, для того чтобы определить площадь ската, его «разбивают» на простые фигуры и вычисляют их площадь по отдельности, а затем складывают полученные результаты.
  4. При вычислении площади не учитывается площадь дымоходных труб, окон и вентиляционных каналов.
  5. Учитывается площадь фронтонных и карнизных свесов, парапетов и брандмауэрных стен.
Схема расчёта стропильной системыСхема расчёта стропильной системы

Расчёт стропильной системы зависит от типа крыши

Например, дом имеет длину 9 м и ширину 7 м, стропильный брус имеет длину 4 м, свес карниза — 0,4 м, свес фронтона — 0,6 м.

Значение площади ската находится по формуле S = (Lдд+2×Lфс) × (Lc+Lкс), где:

  • Lдд – длина стены;
  • Lфс – длина свеса фронтона;
  • Lc – длина стропильного бруса;
  • Lкс – длина свеса карниза.

Получается, что площадь ската равна S = (9+2×0,6) × (4+0,4) = 10,2 × 4,4 = 44,9 м2.

Суммарная площадь крыши составляет S = 2 × 44,9 = 89,8 м2.

Если в качестве кровельного материала используется черепица или мягкое покрытие в рулонах, то длина скатов станет на 0,6–0,8 м меньше.

Размер двускатной кровли рассчитывают с целью определения требуемого количества кровельного материала. С увеличением угла наклона крыши увеличивается и расход материала. Запас должен составлять порядка 10–15%. Он обусловлен укладкой внахлёст. Для определения точного количества материала с учётом наклона скатов лучше всего использовать справочники.

Видео: стропильная система двускатной крыши

https://youtube.com/watch?v=fOlIW8FXVP8

Как рассчитать длину стропил вальмовой крыши

Несмотря на разнообразие типов крыш, их конструкция состоит из одних и тех же элементов стропильной системы. Для крыш вальмового типа:

  1. Коньковая опорная балка или коньковый брус — является несущим элементом конструкции кровли вальмового типа. К нему выполняется крепление диагональных стропил. Длина бруса рассчитывается по формуле: Lконька = L — D, где L и D равны длине и ширине сторон здания.
  2. Центральное стропило — брус, который располагается по краю стропильной системы и формирует угол наклона фронтонного ската крыши. Верхним краем упирается в коньковый брус. Длина центральных стропил рассчитывается по формуле: Lцентр.стропил = h2 + d2, где h — высота конька, а d — расстояние от торца конька до стены.Центральное стропило вальмовой крышиЦентральное стропило вальмовой крыши

    В вальмовой крыше есть несколько типов стропил

  3. Промежуточные или рядовые стропила — образуют поверхность трапециевидного ската. Устанавливаются согласно рассчитанному шагу. Длина рядовых стропил рассчитывается по аналогичной формуле для центральных стропил.
  4. Диагональные стропила (боковые, рёбра, накосные или угловые стропила) — стропильный брус, который верхним краем упирается в торец конька, а нижней частью — в угол дома. Диагональные стропила обуславливают форму скатов кровли. Длина диагональных стропил рассчитывается по формуле: Lдиаг. стропил=√(L2+d2), где L — длина центрального стропила, а d — расстояние от нижней части стропильного бруса до угла дома.Размеры вальмовой крышиРазмеры вальмовой крыши

    Для строительства вальмовой крыши нужно расчитать размеры каждого стропила в отдельности

  5. Нарожники или короткие стропила — короткий стропильный брус, который верхним концом монтируется к диагональному стропилу и формирует угловую часть трапециевидного ската. Длина нарожников рассчитывается по следующим формулам:
    • первый нарожник L1 = 2L/3, где L — длина промежуточного стропила;
    • следующий нарожник L2 = L/3, где L — длина промежуточного стропила.
  6. Расчёт необходимого удлинения стропил для образования свеса карниза выполняется по формуле DL = k/cosα, где k — расстояние от края свеса карниза до стены, cosα – косинус угла наклона кровли.
  7. Угол наклона рядовых стропил определяется по формуле Β = 9о — α, где α – угол наклона ската кровли.

Видео: стропильная система вальмовой крыши

Что влияет на угол наклона стропил

Например, наклон односкатной кровли равен порядка 9–20о, и зависит от:

  • типа кровельного материала;
  • климата в регионе;
  • функциональных свойств строения.

В случае, когда у кровли имеется два, три или четыре ската, то кроме географии строительства влияние будет оказывать и назначение чердачного помещения. Когда назначение чердака будет состоять в хранении различного имущества, то большая высота не требуется, а в случае использования в качестве жилого помещения потребуется оборудование высокой крыши с большим углом наклона. Отсюда и вытекает:

  • внешний вид фасадной части дома;
  • применяемый материал кровли;
  • влияние погодных условий.

Естественно, что для местности с сильным ветром оптимальным выбором будет крыша с малым углом наклона — для снижения ветровой нагрузки на конструкцию. Это относится и к регионам с жарким климатом, где зачастую количество осадков минимально. В областях с большим количеством осадков (снег, град, дождь) требуется максимальный угол наклона кровли, который может составлять до 60о. Такая величина угла наклона минимизирует снеговую нагрузку.

Угол наклона крышиУгол наклона крыши

Угол наклона ската любой крыши во многом зависит от особенностей климата

В итоге для правильного расчёта угла наклона кровли требуется учитывать все вышеуказанные факторы, поэтому расчёт будет вестись в диапазоне величин от 9о до 60о. Очень часто результат расчётов показывает, что идеальный угол наклона лежит в пределах от 20о до 40о. При этих значениях допускается применение почти всех типов кровельных материалов — профнастила, металлочерепицы, шифера и прочих. Но следует учесть, что каждый кровельный материал также имеет свои требования к конструкции крыш.

Не имея в распоряжении размеров стропил нельзя начать возведение крыши. Отнеситесь к данному вопросу со всей серьёзностью. Не ограничивайтесь только расчётами стропильной системы, выбором её конструкции и определением действующих нагрузок. Строительство дома является цельным проектом, в котором все взаимосвязано. Ни в коем случае не следует рассматривать по отдельности такие элементы, как фундамент, несущая конструкция стен, стропила, кровля. Качественный проект обязательно учитывает все факторы комплексно. И если планируется строительство жилья для собственных нужд, то лучшим решением станет обращение к специалистам, которые решат насущные вопросы и выполнят проектирование и строительство без ошибок.

Расчет сечения стропил

Для того, чтобы определить размер бруса или доски для стропил, необходимо выполнить расчет сечения стропил. В данной статье в табличной форме представлены результаты расчета стропил при различных схемах двускатных крыш, нагрузках, длине стропил и углах наклона стропильных ног. Подбор сечения стропил уже выполнен по расчету и сведен в таблицу, вам осталось только выбрать из нее данные согласно вашим размерам.

Конечно, абсолютно все варианты мы охватить не могли, но найти наиболее близкий случай для вашей крыши и приблизительно сориентироваться с размерами стропил можно. Подбирать нужно по худшему, чем у вас, варианту.

Разберемся, как работать с таблицами:

Шаг 1. Выбираем подходящую конструкцию кровли по схеме.

Шаг 2. Находим в столбце 1 таблицы нагрузку, наиболее близкую вашему району. Как определить нагрузку на стропила для вашего района смотрите в статье»Как определить нагрузку на крышу в вашем районе»

Шаг 3. Находим во втором столбце подходящее для вашего случая значение L>1 (см. рисунок) – это длина горизонтальной проекции стропильной ноги от опоры до конька. Если крыша симметричная, то значению L1 соответствует половина расстояния между наружными стенами дома.

Шаг 4. Находим в третьем столбце угол наклона стропил α. . Чем круче угол, тем большим будет сечение стропил.

Шаг 5. Выбираем в столбце 4 шаг стропильных ног S (расстояние между соседними стропилами), и по нему находим в столбце 5 необходимое сечение стропильной ноги.

Внимание!

Данные таблицы являются справочными. Окончательное сечение стропил следует подбирать по расчету. Прочность соблюдается лишь при условии соблюдения всех геометрических параметров, указанных в таблицах.

Схема 1. Расчет стропильной ноги для крыши с затяжкой.

Таблица 1 к схеме 1 (L1 = 3м).

Нагрузка на крышу, кг/м2

Длина проекции стропила

«L1», м

Угол наклона стропила «?», в градусах

Шаг стропильных ног,

«S», м

Сечение стропила,

см

Длина стропила,

«L», м

Максимальное расстояние между опорами стропила,

«L2», м

Высота крыши,

«Н», м

Высота положения затяжки,

«а», м

1

2

3

4

5

6

7

8

9

160

3

25

1,8

5х12

3,3

2,15

1,4

0,9

30

5х13

3,45

2,3

1,7

1,15

35

5х13

3,65

2,45

2,1

1,4

40

5х14

3,90

2,60

2,5

1,70

45

5х16

4,25

2,85

3,0

2,0

194

25

5х13

3,3

2,15

1,4

0,9

30

5х14

3,45

2,3

1,7

1,15

35

5х14

3,65

2,45

2,1

1,4

40

5х15

3,90

2,60

2,5

1,7

45

5х16

4,25

2,85

3,0

2,0

238

25

5х13

3,3

2,15

1,4

0,9

30

5х14

3,45

2,3

1,7

1,15

35

5х15

3,65

2,45

2,1

1,4

40

5х16

3,90

2,60

2,5

1,7

45

5х14-2шт.*

4,25

2,85

3,0

2,0

279

25

5х14

3,3

2,15

1,4

0,9

30

5х15

3,45

2,3

1,7

1,15

35

5х16

3,65

2,45

2,1

1,4

40

5х17

3,90

2,60

2,5

1,7

45

5х15-2шт.*

4,25

2,85

3,0

2,0

279

25

1,5

5х13

3,3

2,15

1,4

0,9

30

5х14

3,45

2,3

1,7

1,15

35

5х15

3,65

2,45

2,1

1,4

40

5х16

3,90

2,60

2,5

1,7

45

5х17

4,25

2,85

3,0

2,0

 

*5х14-2шт. – означает, что стропильная нога состоит из двух досок сечением 5х14 см, соединенных между собой с помощью бобышек (деревянных брусков, служащих прокладками между двумя досками стропил, и устанавливаемых с шагом 50 см).

Таблица 2 к схеме 1 (L1 = 3.5м)

Нагрузка на крышу, кг/м2

Длина проекции стропила

«L1», м

Угол наклона стропила «?», в градусах

Шаг стропильных ног,

«S», м

Сечение стропила,

см

Длина стропила,

«L», м

Максимальное расстояние между опорами стропила,

«L2», м

Высота крыши,

«Н», м

Высота положения затяжки,

«а», м

1

2

3

4

5

6

7

8

9


160

3,5

25

1,6

5х14

3,9

2,4

1,6

1

30

5х14

4,0

2,7

2,0

1,35

35

5х15

4,3

2,8

2,45

1,6

40

5х16

4,6

3,05

2,95

1,95

45

5х17

4,95

3,3

3,5

2,35

25

1,8

5х14

3,9

2,4

1,6

1

30

5х15

4,0

2,7

2,0

1,35

35

5х16

4,3

2,8

2,45

1,6

40

5х17

4,6

3,05

2,95

1,95

45

5х14-2шт.*

4,95

3,3

3,5

2,35


194

25

1,6

5х15

3,9

2,4

1,6

1

30

5х15

4,0

2,7

2,0

1,35

35

5х16

4,3

2,8

2,45

1,6

 

5х17

4,6

3,05

2,95

1,95

 

5х15-2шт.*

4,95

3,3

3,5

2,35

25

1,8

5х15

3,9

2,4

1,6

1

30

5х16

4,0

2,7

2,0

1,35

35

расчет сечения балок и брусьев, размеров, толщины, высоты, стропильные работы, усиление системы каркасного дома

как рассчитать стропилаПогодные условия нашей страны непостоянны, поэтому система стропил строящегося дома должна обладать достаточно высокими надежностью и прочностью. В данной статье рассказано о том, как рассчитать стропила и стропильную систему, различные нагрузки на них и приведен пример такого расчета.

Независимо от выбранной формы будущей крыши ее система стропил должна быть достаточно прочной, для чего необходимо прежде всего грамотно и правильно рассчитать систему стропильную.

Первоочередной задачей проектировщика и архитектора является не проектирование внешнего вида здания, а качественно выполнить расчет прочности планируемого дома, в том числе и его системы стропил.

Расчет системы стропил включает в себя целый ряд различных параметров, к которым относятся:

  • вес кровельных материалов, используемых для покрытия кровли, например – мягкая кровля, ондулин, натуральная черепица и т.д.;
  • вес используемых при внутренней отделке материалов;
  • вес самой конструкции системы стропил;
  • расчет балок и стропил;
  • внешние погодные воздействия на кровлю и другие.

В процессе выполнения расчета стропильной системы следует обязательно рассчитать следующие позиции:

  1. Расчет сечения стропил;
  2. Шаг стропил, т.е. расстояние между ними;
  3. Пролеты системы стропил;
  4. Проектирование стропильной фермы и выбор, какая схема крепления стропил – наслонные или висячие – будет применяться при строительстве;
  5. Анализ несущих возможностей фундамента и опор;
  6. Расчет таких дополнительных элементов, как затяжки, связывающие конструкцию стропил, предотвращая ее «разъезжание» и раскосы, позволяющие «разгрузить» стропила.

При использовании типового проекта нет необходимости задумываться о том, как рассчитать стропильную систему, поскольку все расчеты уже выполнены. В случае же строительства по индивидуальному проекту все необходимые расчеты следует выполнять заранее.

Заниматься кровельными работами своими руками и расчетами должен специалист, обладающий достаточной квалификацией и имеющий необходимые знания и умения.

Требования к элементам конструкции стропил

сечение стропилМонтаж стропильной системы

Для изготовления элементов конструкции стропил используют древесину хвойных пород, влажность которой не должна превышать 20%.

Современный кровельный деревянный материал предварительно обрабатывают специальными защитными препаратами. Такие параметры, как толщина стропил, выбираются в соответствии с расчетами, рассмотренными ниже.

Нагрузки, оказывающие влияние на конструкцию стропил и в связи с которыми может  потребоваться усиление стропильной системы, в соответствии с продолжительностью воздействия разделяются на две категории: временные и постоянные:

  1. Постоянные нагрузки включают в себя нагрузки, создаваемые собственным весом конструкции стропил, весом материалов для кровли, обрешетки, теплоизоляции и использованных при отделке потолка материалов. На них оказывают непосредственное влияние размеры стропил;
  2. Временные нагрузки, можно также разделить на кратковременные, длительные и особые. Кратковременные нагрузки включают в себя вес рабочих, выполняющих кровельные работы, а также вес используемых ими инструментов и оборудования. Кроме того, к кратковременным нагрузкам относят ветровые и снеговые нагрузки на кровлю. Особые нагрузки включают в себя довольно редко возникающие воздействия, такие как землетрясения.

Чтобы рассчитать стропильную систему, используя предельные состояния данных групп нагрузок, необходимо учитывать их наиболее неблагоприятное сочетание.

Расчет снеговой нагрузки

расчет стропильной ногиКарта снеговых нагрузок

Наиболее полное рассчитываемое значение нагрузки снежного покрова вычисляется при помощи формулы:

S=Sg*µ

  • где Sg – принимаемое из таблицы расчётное значение массы снежного покрова на 1 м2 горизонтальной земной поверхности;
  • µ — коэффициент, определяющий переход от веса снежного покрова на земле к снеговой нагрузке на кровельное покрытие.

Значение коэффициента µ выбирается в зависимости от угла уклона скатов кровли:

µ=1, если углы уклона ската крыши не превышают 25°.

µ=0,7 в случае, когда углы уклона скатов находятся в диапазоне 25-60°.

Важно: в случае, если угол уклона кровельного ската превышает 60 градусов, значение нагрузки снежного покрова не учитывается при выполнении расчета системы стропил.

Расчет ветровой нагрузки

как рассчитать стропильную системуКарта ветровых нагрузок

Для вычисления расчетного значения средней ветровой нагрузки на определенной высоте над уровнем земли используется следующая формула:

W=Wo*k

Где Wo – установленное нормативами значение нагрузки ветра, принимаемое из таблицы согласно ветрового района;

k — учитывающий изменение давления ветра в зависимости от высоты коэффициент, выбираемый из таблицы, в зависимости от того, в какой местности ведется строительство:

  1. В столбце «А» указываются значения коэффициента для таких местностей, как открытые побережья водохранилищ, озер и морей, тундры, степи, лесостепи и пустыни;
  2. Столбец «В» включает значения для городских районов, лесных массивов и прочих местностей, покрытых равномерно препятствиями, высота которых превышает 10 метров.

Важно: тип местности при расчете ветровой нагрузки на кровлю может изменяться в зависимости от направления ветра, используемого при расчете.

Расчёт сечений стропил и прочих элементов системы стропил

Сечение стропил зависит от следующих параметров:

  • Длина стропильных ног;
  • Шаг, с которым установлены стропила каркасного дома;
  • Расчетная величина различных нагрузок в данной местности.

Приведенные в таблице данные не являются полноценным расчетом системы стропил, они являются лишь рекомендуемые для использования при расчетах, когда стропильные работы будут производиться для простых кровельных конструкций.

Приведенные в таблице значения соответствуют максимально возможным нагрузкам на систему стропил для Московской области.

Приведем для системы стропил размер прочих элементов конструкции стропил:

  • Мауэрлат: брусья сечением 150х150, 150х100 или 100х100 мм;
  • Диагональные ендовы и ноги: брусья сечением 200х100 мм;
  • Прогоны: брусья сечением 200х100, 150х100 или 100х100 мм;
  • Затяжки: брусья сечением 150х50 мм;
  • Ригели, выступающие в качестве опор для стоек: брусья сечением 200х100 или 150х100 мм;
  • Стойки: брусья сечением 150х150 или 100х100 мм;
  • Доски короба карниза, подкосы и кобылки: брусья сечением 150х50 мм;
  • Подшивочные и лобовые доски: сечение (22-25)х(100-150) мм.

Пример расчета системы стропил

размеры стропилСтропильная система

Приведем конкретный пример расчета системы стропил. В качестве исходных данных возьмем следующие:

  • расчетная нагрузка на кровлю равна 317 кг/м2;
  • нормативная нагрузка составляет 242 кг/м2;
  • угол уклона скатов равен 30º;
  • длина пролетов в горизонтальных проекциях составляет 4,5 метра, при этом L1 = 3 м, L2 = 1,5 м;
  • Шаг монтажа стропил составляет 0,8 м.

Крепление ригелей к ногам стропил производится при помощи болтов во избежание «размочаливания» его концов гвоздями. В связи с этим значение сопротивления изгибу древесного материала второго сорта с ослабленным сечением составляет 0,8.

Rизг=0,8х130=104 кг/см².

Непосредственно расчет системы стропил:

  • Расчет действующей на один метр погонной длины стропила нагрузки:

qр=Qр х b=317 х 0,8 = 254 кг/м

qн=Qн х b=242 х 0,8 = 194 кг/м

  • В случае, если уклон скатов кровли не превышает 30 градусов, стропила рассчитываются как изгибаемые элементы.

Согласно этому выполняется рассчитывается максимальный изгибающий момент:

М = -qрх(L13 + L23) / 8х(L1+L2) = -254 х (33+1,53) / 8 х (3+1,5) =-215 кг х м = -21500 кг х см

Примечание: знак «минуса» указывает, что направление изгиба действует противоположно прикладываемой нагрузке.

  • Далее рассчитывается необходимый требуемый момент сопротивления изгибу для стропильной ноги:

W = M/Rизг = 21500/104 = 207 см3

  • Для изготовления стропил обычно используются доски, толщина которых составляет 50 мм. Возьмем ширину стропила, равную стандартному значению, т.е. b=5 см.

Высота стропил при этом рассчитывается с использованием необходимого момента сопротивления:

h = √(6хW/b) = √(6х207/5) = √249 =16 см

  • Получены следующие размеры стропила: сечение b = 5 см, высота h = 16 см. Сверяясь с размерами пиломатериалов согласно ГОСТ, выбираем ближайший размер, подходящий под данные параметры: 175х50 мм.
  • Полученное значение сечения стропил проверяется на прогибание в пролете: L1=300 см. Первым делом следует выполнить расчет стропильной ноги данного сечения на момент инерции:

J = bh3/12 = 5×17,53/12 = 2233 см3

Далее рассчитывается прогиб в соответствии с нормативами:

fнор = L/200 = 300/200 = 1,5 см

Наконец, следует рассчитать прогиб под воздействием нормативных нагрузок в данном пролете:

f = 5 х qн х L4 / 384 х E х J = 5 х 1,94 х 3004 / 384 х 100000 х 2233 = 1 см

Значение расчетного прогиба в 1 см меньше значения нормативного прогиба, составляющего 1,5 см, поэтому выбранное ранее сечение досок (175х50 мм) подходит для строительства данной системы стропил.

  • Рассчитываем усилие, действующее вертикально в месте схождения стропильной ноги и подкоса:

N = qр х L/2 + M х L/(L1хL2) = 254х4,5/2 – 215х4,5/(3х1,5) = 357 кг

Данное усилие затем раскладывается на:

  • ось стропила S = N х (cos b)/(sin g) = 357 х cos 49° / sin 79° = 239 кг;
  • ось подкоса P = N х (cos m) / (sin g) = 357 х cos 30° / sin 79° = 315 кг.

где b=49°, g=79°, m=30°. Данные углы обычно задаются заранее или рассчитываются с помощью схемы будущей кровли.

В связи с небольшими нагрузками следует конструктивно подойти к расчету сечения подкоса и проверке его сечения.

Если в роли подкоса будет использоваться доска, толщина которой составляет 5 см, а высота – 10 см (общая площадь равна 50 см2), то выдерживаемая ей нагрузка сжатия рассчитывается по формуле:

Н = F х Rсж = 50 см² х 130 кг/см² = 6500 кг

Полученное значение почти в 20 раз превышает требуемое, составляющее 315 кг. Несмотря на это, сечение подкоса не будет уменьшено.

Более того, для предотвращения его выворачивания к нему будут пришиты с двух сторон бруски, сечение которых составляет 5х5 см. Данное крестообразное сечение позволит повысить жесткость подкоса.

  • Далее произведем расчет распора, воспринимаемого затяжкой:

Н = S х cos m = 239 х 0,866 = 207 кг

Толщина ригеля-схватки задается произвольно, b=2,5 см. Исходя из расчетного сопротивления древесины растяжению, равного 70 кг/см2,  рассчитаем необходимое значение высоты сечения (h):

h = Н/b х Rрас = 207 / 2,5х70 =2 см

Сечение схватки получило довольно небольшие размеры 2х2,5 см. Допустим, что она будет изготавливаться из досок размером 100х25 мм и крепиться винтами диаметром 1,4 см. Для расчета необходимо использовать формулы, используемые при расчете винтов на срез.

Тогда значение рабочей длины глухаря (винта, диаметр которого превышает 8 мм) принимается в зависимости от толщины доски.

Расчет несущей способности одного винта выполняется следующим образом:

Tгл = 80 х dгл х a = 80х1,4х2,5 = 280 кг

Крепление схватки требует установки одного винта (207/280).

Чтобы не допустить смятия древесного материала в месте винтового крепления, количество винтов рассчитывается с помощью формулы:

Tгл = 25 х dгл х a = 25х1,4х2,5 = 87,5 кг

В соответствии с полученным значением крепление стяжки потребует трех винтов (207/87,5).

Важно: толщина доски для затяжки, составляющая 2,5 см, выбрана для демонстрации расчета винтов. На практике с целью использования одинаковых деталей толщина или сечение затяжки обычно соответствует параметрам стропил.

  • Наконец, следует заново произвести пересчет нагрузок всех конструкций, изменив ориентировочный собственный вес на расчетный. Для этого с использованием геометрических характеристик элементов системы стропил рассчитывается общий объем пиломатериалом, необходимых для монтажа системы стропил.

Данный объем умножается на вес древесины, вес 1 м3 которой равен примерно 500-550 кг. В зависимости от площади кровли и шага стропил рассчитывается вес, который измеряется в кг/м2.

Стропильная система обеспечивает в первую очередь надежность и прочность возводимой кровли, поэтому ее расчет, а также различные сопутствующие расчеты (например, расчет стропил и балок) следует выполнять грамотно и тщательно, не допуская ни малейшей ошибки.

Доверять выполнение таких расчетов рекомендуется профессионалам, имеющим необходимый опыт и соответствующую квалификацию.

Сечение стропил: как правильно выбрать

Автор Optimist На чтение 4 мин. Опубликовано

Крыши с наклонными стропилами устраивают в домах со средними опорными стенами. Такие крыши экономичны и относительно просты в изготовлении и эксплуатации. Материалом для них служит круглый лес диаметром 150-200 мм или доски толщиной 40-60 мм.

Конструкция стропил определяется с учетом:

  • уклона крыши
  • длины перекрываемого пролета
  • сечения стропил и обрешетки
  • массы кровельного материала и снежного покрова, ветровой нагрузки
  • расстояния между стропилами
Таблица 1. Спецификация материалов для стропил
п/п Диаметр бревна, см Высота досок для брусьев при их толщине, см При удельной нагрузке на 1 пог.м длины стропил, кг
4 5 6 7 8 9 10 75 100 125 150 175
Сечение стропил, см Длина стропил, см
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
1 12 18 17 16 15 14 13 12 4,5 4 3,5 3 2,5
2 14 20 19 18 17 16 15 14 5 4,5 4 3,5 3
3 16 21 20 19 18 17 16 5,5 5 4,5 4 3,5
4 18 22 21 20 19 18 6 5,5 5 4,5 4
5 20 23 22 21 20 6,5 6 5,5 5 4,5
6 22 24 23 22 6,5 6 5,5 5

Для этого, допустим, мы знаем, какую надо перекрыть крышу, а снеговую нагрузку берем по I-V температурной зоне от -3о до -18о. По VI-VIII температурной зоне от -25о до -31о снеговая нагрузка выше. Сечения стропил в зависимости от их длины и нагрузки можно подобрать по таблице.

Пример расчета сечения стропил

Удельная нагрузка на 1 м длины стропил Рус определяется умножением удельного веса крыши (вместе со снеговой нагрузкой) на коэффициент, зависящий от расстояния между стропилами Крс. Например, известно:

  • вес снегового покрова на горизонтальную плоскость Рсн.н — 100 кг/м2
  • уклон крыши — 30 градусов
  • кровля будет выполняться — из волнистых асбоцементных листов
  • длина перекрываемого пролета или длина стропильной ноги (до подкоса) — 3,5 м
  • расстояние между стропилами (для кровли из асбоцементных листов) — 1,2 м

Выполним расчет нагрузки снега при наших показателях: Рсн. = Рсн.н х К = 100 х 0,8 = 80 кг/м2

где:

  • К = 0,8 — коэффициент, зависящий от уклона кровли (см. puc 12-1a) принимается по таблице 2 — графа 5 и строка 5
  • Вес конструкции кровли Рк = 40 кг/м2 — принимается по таблице 2 — графа 7 и строка 5

Общая удельная нагрузка на 1 м2 крыши:

  • Рук. = Рсн. + Рк = 80 + 40 = 120 кг/м2
  • Удельная нагрузка на 1 м длины стропил равна общей удельной нагрузке на крышу, умноженной на коэффициент, зависящий от расстояния между стропилами (1,2 м):
  • Рус. = Рук. х 1,2 = 120 х 1,2 = 144 кг/м2

Т. е. принимаем нагрузку приблизительно 150 кг на 1 м длины стропил. Зная удельную нагрузку на стропила (150 кг/м) и свободную длину стропил в горизонтальной проекции (3,5 м — длина перекрываемого пролета), подбираем сечение стропил по таблице 1.

В нашем примере это графа 13 и строка 2 по таблице 1 — сечение стропил (при шаге стропил через 1,2 м и длине перекрываемого пролета 3,5 м) — из круглого леса принимается диаметр — 14 см;
если стропила будут выполняться из пилолеса, то принимается брус размером 8 х 16 см или по этой же строке на Ваш выбор.

Таблица 2. Вес 1 м2 крыши в кг (по горизонтальной проекции)
п/п Кровля Уклон крыши Вес 1 м2 крыши в кг (по горизонтальной проекции) Рк Общая удельная нагрузка на 1м2 кровли
градус %% Коэффициент уклона крыши К Отношение высоты к длине
1 2 3 4 5 6 7 8
1 Рулонная (толь, рубероид) однослойная 2-14 3-25 0,03-0,25 1/33-1/4 40 По расчету
2 То же, двухслойная 8-14 15-25 0,15-0,25 1/7-1/4 35 То же
3 Кровельная часть с одинарным фальцем, черная 14-60 25-180 0,25-1,8 1/4-1/0,6 20 То же
4 То же, оцинкованная 14-60 25-180 0,25-1,8 1/4-1/0,6 20 То же
5 Асбоцементные волнистые листы усиленного профиля 14-45 25-100 0,25-1,0 1/4-1/1 40 То же
6 То же, обычного профиля 18-60 32-180 0,32-1,8 1/3-1/0,6 25 То же
7 Тесовая 30-60 60-180 0,6-1,8 1/0,7-1/0,6 30 То же
8 Драночная четырехслойная 30-60 60-180 0,6-1,8 1/0,7-1/0,6 30 То же
9 Черепичная ленточная 30-60 60-180 0,6-1,8 1/1,7-1/0,6 60 То же

Если Вы будете делать уклон кровли ниже 45о, то не исключено, что крышу придется чистить от снега. Тогда к весу 1м2 кровли надо прибавить ещё и вес человека для расчета сечения стропил, но не более 175 кг/м2 общего веса на 1м2 кровли (смотрите таблицу 1).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *