В строительстве дома важно, чтобы каркас крыши и ее стропильная конструкция были надежными. Для этого необходимо знать оптимальные размеры промежутка между стропилами. Как правильно провести расчеты для стропильной системы двухскатной крыши с учетом различных кровельных материалов, расскажут наши специалисты в данной статье.
Как правильно рассчитывать расстояние между стропилами (для двухскатной крыши)
Расстояние под различные кровельные материалы
Специалисты советуют: определяя шаг между стропильными опорами, учитывайте кровельный материал, из которого будет создаваться кровля двухскатной крыши. Рассмотрим наиболее распространенные варианты покрытий кровли, подходящих для частных жилых домов.
- Профнастил – для этого кровельного материала нужное нам расстояние цифровому показателю от 60 до 90 сантиметров (при увеличении шага хотя бы до одного метра, придется устанавливать дополнительные поперечные доски с большим сечением – 5 × 10 см). При этом под профнастил понадобится произвести монтаж обрешетки, которая обеспечит возможность крепления обязательных вертикальных составляющих – дымохода, вентиляционной системы.
- Керамическая черепица – кровля из такого материала имеет достаточно тяжелый вес, поэтому и нагрузка на стропильную систему будет выше, чем при покрытии кровли профнастилом. Соответственно, и расстояние, которое мы рассчитываем, будет другим: от 80 сантиметров до 1 метра 30 сантиметров. Но в этом варианте еще и учитывается крутизна уклона кровли (если угол наклона 15 градусов, то промежуток будет минимальным – 80 см, при 75 градусах – 130 см).
- Металлочерепица – данный кровельный материал легче предыдущего и продается сразу в листовом виде, поэтому снижается толщина составляющих стропильной системы, а, следовательно, снижается и расстояние между элементами в ней. Для стропильного материала с сечением 15 × 5 сантиметров промежуток должен подбираться от 60 сантиметров до 95 сантиметров. Такое расстояние позволит качественно утеплить чердачное помещение (для этого необходимо материал утеплителя разместить прямо между стропилами). Особенность монтажа стропильной конструкции под металлочерепицу заключается в том, что опоры устанавливаются сверху на коньковый прогон (обычно их монтаж производиться на коньковый брус сбоку). Но в этом случае не стоит забывать и о вентиляционных отверстиях около верхней кровли.
- Ондулин – этот материал называют «еврошифером», и он прекрасно подходит для кровли частных жилых домов. Для стропильной конструкции под ондулин используют стропила из досок 5 × 20 сантиметров, что обеспечивает некоторый запас прочности (при этом учитываются и стропильные прогоны). Расстояние между такими стропильными досками стандартное – от 60 до 90 сантиметров, а деревянный брус для обрешетки должен быть сечением 4 × 5 см, с межосевым шагом в 60 см.
- Шифер – это один из самых распространенных в нашей стране кровельных материалов, под него стропила следует подбирать с сечением 5 × 10 / 5 × 150 сантиметров. Расстояние между ними будет немного в меньшем диапазоне – 60-80 см. Обрешетка из деревянного бруса имеет свой промежуток между элементами, который напрямую зависит от угла уклона ската кровли: при маленьком уклоне – от 45 см, при большем – от 60 см.
Таким образом, общие цифровые показатели для определения расстояния между стропилами (в зависимости от материала кровли) будут колебаться в следующих пределах: минимум составляет 60 см, а максимум – 130 см. Если вы сами не можете определиться с выбором такого цифрового показателя, то следует обратиться к квалифицированным специалистам за помощью.
Задача правильно рассчитать расстояние между стропилами – очень ответственная. От того, насколько серьезно вы приступите к ее решению, будет зависеть не только надежность и долговечность крыши, но и все последующие работы на ней: укладка утеплителя, монтаж кровельного покрытия, установка доборных элементов. Если подтасовать шаг стропил под листы кровли, как это многие делают, то не факт, что между стропилами потом войдет утеплитель.
Если же ориентироваться только на утеплитель – первая же зима с ее обильным русским снегом сокрушит стропильную систему. Вот почему вся суть в том, чтобы подобрать оптимальный шаг стропил на для всех скатов, и вот этому умению мы вас сейчас научим.
От чего зависит шаг расположения стропил?
Итак, расстояние между стропилами определяется такими важными факторами:
- Форма крыши (двускатная, односкатная или многоскатная).
- Угол наклона крыши.
- Параметры бруса, который используется для изготовления стропил (ширина, толщина).
- Конструкция стропильной системы (наслонная, висячая или скользящая).
- Совокупность всех нагрузок на крышу (вес покрытия, атмосферные явления и др.).
- Материал обрешетки (20х100 или 50х50) и ее параметры (сплошная, с пробелами 10 см, 20 см или сплошная из фанеры)
И каждый из этих параметров нужно брать во внимание, о чем как раз эта статья.
Онлайн-калькуляторы vs. блокнот и карандаш
Для правильного расчета сечения стропил и шага их установки сегодня существует много сложных формул. Но помните, что такие формулы были в свое время разработаны больше для того, чтобы была возможность не столько идеально рассчитать конструктивов крыши, сколько изучить работу таких элементов.
Например, сегодня пользуются популярностью несложные онлайн-программы, которые неплохо рассчитывают параметры стропил. Но идеально, если вы сможете самостоятельно поставить конкретные задачи и вычислить все, что вам нужно. Важно понять до мелочей, что именно происходит в стропильной системе во время эксплуатации, какие именно силы на нее воздействует и какие нагрузки. А компьютерная программа не всегда может учитывать все, то что замечает человеческий мозг. Поэтому мы советуем вам произвести все расчеты все-таки вручную.
Декоративные стропила: 0% нагрузки
Первым делом определитесь с самым главным пунктом: типом крыши и ее назначением. Дело в том, что крыша жилого дома зимой выдерживает на себе большую шапку снега, постоянный ветер на высоте и еще ее нередко утепляют изнутри, а вот к стропильной системе небольшой беседки, спрятанной под кронами деревьев, предъявляют совсем другие требования.
Например, если вы строите перголу в ее классическом понимании, то совершенно не важно, какое именно будет у нее расстояние между стропилами – это уже чисто эстетический фактор:
В приведенной иллюстрации видно, что даже в такой постройке есть свой шаг стропил. Ведь здесь он обеспечивает и эстетический фактор, и жесткость самой конструкции. Но выбирают шаг произвольным путем.
Подходим к главному вопросу: какое расстояние должно быть между стропилами крыши жилого дома? Вот здесь запаситесь терпением и внимательно изучите все нюансы.
Пункт 1. Длина стены и выбор шага стропил
Первым делом шаг установки стропил на крыше жилой постройки обычно выбирают конструктивно размеру здания, хотя и с учетом многих других факторов.
Например, проще всего устанавливать стропила с шагом 1 метр, поэтому для стены длиной 6 метров ставится стандартно 7 стропил. В тоже время можно сэкономить, поставив их с расстоянием 1 и 2 метра, и получится ровно 5 стропил. Можно поставить также с расстоянием 2 и 3 метра, но зато усилить обрешеткой. Но крайне нежелательно делать шаг стропил более 2 метров.
Пункт 2. Влияние снеговых и ветровых нагрузок на форму крыши
Итак, мы остановились на том, что среднее расстояние между стропилами обычной крыши – 1 метр. Но, если в местности значительная снеговая или ветровая нагрузка, или крыша более-менее пологая или просто тяжелая (например, покрыта глиняной черепицей), тогда такое расстояние необходимо уменьшить до 60-80 см. А вот на крыше с уклоном более 45 градусов его можно даже увеличить на расстояние 1,2 м-1,4 м.
Почему это так важно? Давайте разберемся. Дело в том, что воздушный поток сталкивается на своем пути со стеной под крышей здания, и там происходит завихрения, после чего ветер ударяет в карнизный свес крыши. Получается, что ветровой поток как бы огибает скат крыши, но при этом стремясь ее приподнять. И в крыше в этот момент возникают силы, которые готовы ее сорвать или опрокинуть – это две наветренные стороны и одна подъемная.
Есть еще одна сила, которая возникает от давления ветра и действует перпендикулярно склону, стараясь словно вдавить скат крыши вовнутрь. И чем больше угол наклона ската кровли, тем больше имеют значение безопасные силы ветра и меньше касательные. А чем больше угол ската, тем реже нужно ставить стропила.
Понять, делать вам высокую крышу или пологую, поможет эта карта среднего значения ветровой нагрузки:
Второй момент: в российском регионе на стандартную крышу дома постоянно воздействует такое атмосферное явление, как снег. И здесь тоже вам нужно учитывать, что снеговой мешок обычно скапливается больше на какой-то стороне крыши, чем на другой.
Вот почему в таких местах, где возможен такой мешок, нужно вставлять спаренные стропильные ноги либо делать сплошную обрешетку. Проще всего определить такие места по розе ветров: с наветренной стороны ставят одиночные стропила, а с подветренной – спаренные.
Если вы впервые строите дом, тогда не найдетесь на собственное мировоззрение, а определите среднестатистическую снеговую нагрузку для своей местности согласно официальным данным:
Пункт 3. Вопрос утепления и стандартной ширины матов
Если крышу вы будете утеплять, тогда шаг стропил целесообразно ставить под стандартные размеры плит утеплителя, а это 60, 80 см и 120 см.
Современные утеплители сегодня продают стандартной ширины, обычно по такому же стандартный шаг стропил. Если потом брать их и подгонять под уже существующие параметры, тогда будет много отходов, щелей, мостиков холода и прочих проблем.
Пункт 4. Качество и прочность используемого пиломатериала
Огромное значение также имеет то, какой именно материал вы используете для строительства стропильной системы. Так, для каждой породы древесины существует своя нормативная документация, которая касается ее несущей способности:
Т.к. для изготовления стропильной системы крыши в России чаще всего используется сосна и ель, их прочность на изгиб и особенности использования уже давно прописаны. Если же вы будете использовать древесину других пород, то можно будет выводить поправочный коэффициент.
Кроме того, если на стропиле будут сечения, врубки или отверстия под болты, в этом месте нужно рассчитывать несущую способность бруска с коэффициентом 0,80.
Пункт 5. Расстояние между затяжками и балками перекрытия
Еще один момент: если крыша строится со связанными между собой стропильными фермами, и их нижний пояс используется одновременно в качестве балок перекрытия, тогда расстояние между фермами нужно делать в пределах 60-75 см, чтобы учитывать конструкцию будущего пола.
Пункт 6. Нагрузки на стропильные узлы
Итак, вот основные нагрузки, которые действуют на стропильную систему крыши:
- Статические, куда входит вес самой стропильной системы, вес кровли, лежащего на крыше снега и доборных элементов.
- Динамические, куда входит сила ветра, неожиданные повреждения кровли, вес человека и техники для ремонта и им подобные факторы.
И все эти факторы способны в определенный момент воздействовать на крышу одновременно, а поэтому и существует такое понятие, как критическое значение. Это именно то значение нагрузок, при котором крыша не выдерживает и деформируется.
Поэтому, если здание строится со значительными пролетами, то обязательно применяются стальные стропильные фермы. Дело в том, что напряжение в таких стержнях уже отсутствует, и вся нагрузка приходится на узлы – здесь на таковые воздействуют сжимающие и растягивающие силы. А расстояние между такими фермами рассчитывается в зависимости от типа кровли и конструкции самой крыши.
Обычно, унифицированную ферму ставят с пролетом, кратным шести, и поэтому между узлами фермы делается расстояние, кратным полутора метрам.
Пункт 7. Вес стропильной системы и кровельного пирога
Не забывайте, что главное предназначение стропил – удерживать на себе всю крышу, и ее вес при этом имеет решающее значение:
Пункт 8. Удобство монтажа кровельного покрытия
Влияет на расстояние между стропилами также такой фактор, как выбранное кровельное покрытие. Чем выше уклон крыши, тем больше кровельных материалов при этом будет использовано. А чем они тяжелее, тем чаще придется ставить под них стропила. А как же сплошная обрешетка? В том-то и дело, что и она имеет свой вес:
У каждого вида кровли – свой оптимальный шаг стропил. Ведь многие стандартные листы по краям нужно крепить прямо в стропило или обрешетку, и важно, чтобы они совпадали. Иначе работа по покрытию кровли легко превратится в сущий ад на высоте, поверьте.
Вот почему даже перед началом монтажа нужно обязательно сделать раскладку, все несколько раз проверить. И знать некоторые важные тонкости по каждому из видов покрытий.
Определение совокупности нагрузок на крышу в целом и стропило в отдельности
Итак, мы определили, что, помимо других конструктивных факторов, на стропильную систему крыши одновременно действует целая совокупность нагрузок: вес стропильной системы, шапка из снега, давление ветра. После того, как вы сложите все нагрузки вместе, обязательно умножьте их на коэффициент 1,1. Так вы все рассчитаете на неожиданные благоприятные условия, то есть заложить дополнительную 10%-ную процентную прочность.
А теперь вам остается только разделить общую нагрузку на планируемое количество стропил и посмотреть, справится ли каждое из них со своей задачей. Если кажется, что конструкция будет хилой – смело добавьте 1-2 стропила в общее количество, и вы будете спокойны за свой дом.
Вам необходимо делать расчет на разрушение, т.е. на полную нагрузку, которая действует на крыше. Все эти нагрузки определяются по техническим характеристикам материалов и СНиПам.
Стандартная конструкция крыши – это стропила, решетчатые прогоны, и каждый из этих элементов срабатывает только на ту нагрузку, которая давит именно на него, а не на общую крышу в целом. Т.е. на каждое отдельно взятое стропило действует своя нагрузка, общая, но поделенная на количество стропильных ног, и изменением шага их расположения вы изменяете площадь сбора нагрузки на стропила – уменьшая ее, или увеличивая. И, если менять шаг стропил вам неудобно, тогда поработайте с параметрами сечения стропильных ног, и общая несущая способность крыши увеличится в разы:
При этом расчете старайтесь добиться, чтобы самое длинное стропило было у вас в проекте не более шести с половиной метров, в противном случае – сращивайте по длине. Сейчас поясним подробнее. Так, на крышах с уклоном скатов до 30 градусов стропила так называемые «сгибаемые элементы». Т.е. они работают именно на изгиб, и к ним есть определенные требования. А возможность прогиба стропил рассчитывают по специальной формуле, и, если результат превышает норму, тогда стропила увеличивают по высоте и снова делают новый расчет.
А вот на крыше с уклоном складов более 30 градусов какие стропила уже считается «сгибаемо-сжатыми» элементами. То есть на них воздействует не только равномерно распределенная нагрузка, которая вызывает изгиб стропил, но и усилия, которые уже действуют вдоль оси стропила. Говоря простым языком, здесь стропила не только немного прогибаются под весом крыши, но и сдавливаются от конька к мауэрлату. Кроме того, на растяжение необходимо проверить и ригель, который обычно сдерживает две стропильные ноги.
Как видите, с подобными расчетами справится даже далекий от строительства человек. Главное – все учесть, быть внимательным и готовым потратить немного больше времени на проектирование, чтобы потом вся работа пошла как по маслу!
Перед монтажом стропильной системы возникает вопрос, с каким шагом ставить балки перекрытия. Правильно рассчитать расстояние между стропилами значит предотвратить впоследствии деформацию или даже разрушение каркаса кровли. Прочитав статью до конца, читатели узнают, какое должно быть расстояние между стропилами для различного вида кровли и как правильно произвести расчет.
Еще на этапе проектирования дома из дерева нужно произвести все расчеты нагрузок. Это относиться и к стропильной системе. Особенно важно это в деревянном домостроении, так как зачастую вместо мауэрлата используется верхнее звено. Исправить ошибки в такой конструкции впоследствии сложно. Для правильного расчета расстояния между балками существует методика.
Пролет каркаса крыши под строительство дома из бруса стандартно превышает 1 м, а самое маленькое допустимое значение это 60 см, такие показатели указаны в ГОСТах (см.рис.). Правильно рассчитать длину стропил их шаг можно следующим вариантом:
С помощью рулетки замеряется длина ската крыши, результат делят на размер шага каркаса крыши. Например, если расстояние между стропилами 1 м, значит делить нужно на 1, если 70 см, то на 0,7. Полученную цифру суммируют с 1 и округляют до ближайшего большего числа. Так можно определить количество балок для одного ската крыши.
На полученный результат нужно разделить длину будущего ската. В результате получится расстояние между каждой стропилом.
Для примера рассмотрим крышу, скат которой равен 25,5 м и шагом в 0,6 м. Высчитывать нужно следующие показатели: 25,5:0,6=42,5, к 42,5+1=43,5. Эту цифру округляем до ближайшего большего целого, получаем 44. Это количество стропильных балок на 1 скат будущей крыши.
Теперь высчитываем пролет между стропилами: 25,5:44=0,58 м. Получается, ставить ноги каркаса нужно через 58 см. Так можно легко рассчитать шаг любого каркаса крыши односкатной или сложной, без учета кровли. Но профессионалы рекомендуют свои расчеты под определенный вид кровли.
Шаг стропильной ноги в зависимости от материала
Так как каждый ковочный материал имеет свои характеристики и особенности. Среди самых распространенных можно отметить:
- Профнастил. Имеет различную толщину и форму тропецевидного изгиба. Стоит от 120 руб.
- Керамическая черепица. Дорогостоящий материал от 670 руб. Имеет 12 цветовых вариантов.
- Металлочерепица. Это более дешевый материал в отличие от керамического и стоит от 320 руб.
- Ондулин. Мягкая кровля шумоизолирует дом от дождя, града и т.п. Стоит от 340 руб.
- Шифер. Самый экономичный вариант от 90 руб.
Размер шага для самых распространенных типов покрытия рассмотрим ниже.
Шаг стропильных балок под профнастил
Зависти расстояние между балками крыши от размера листа которые имеет профнастил. Шаг балок каркаса крыши под профнастил стандартно берется не меньше 60 см и не более 90 см.
Если это расстояние больше, то между стропильными балками крепятся доски с большим сечением. Сечение стропильных ног под профнастил выбирается 50х100 или 150 мм.
Самое важное при что нужно учесть собираясь крепить профнастил это обрешетка. Делают ее из доски сечением 30х100мм, монтировать нужно с пролетом от 50 см. Зависит это от марки и толщины которые имеет профнастил и наклона крыши.
Так крыша в 15º профнастил марки С 10 монтируется на сплошную обрешетку, профнастил С 21 монтируется на обрешетку с пролетом 30 см. Самый крупный профнастил С 44 монтируют на обрешетку с шагом от 50 см, до 1 м. При этом перед креплением обрешетки нужно продумать свободный проход дымохода, вентиляционной вытяжки и т.п.
Шаг стропильных балок под керамическую черепицу
Специфика монтажа стропильной системы для укладки керамической черепицы связанно с весом этой кровли. Изготавливают керамическую черепицу из глины, и эта кровля имеет вес больше чем у металлочерепица в 9-10 раз. Расчет нагрузки на стропильную систему у керамической черепицы равен 40-60 кг/м 2 .
Изготавливают балки для стропильной системы крыши под керамическую черепицу только из просушенного материала. Сечение подходит 50х150 или 60х180 мм. Стандартное расстояние между стропильными ногами при кровле черепицы 80-120 см. Зависит пролет от того какой уклон имеет крыша. При угле в 15º пролет между стропилами равен 80 см, при 750 через 1 м 30 см.
При вычислении шага нужно учесть длину балки. Взяв максимальную длину расстояние между стропилами минимально. И, напротив, при минимальной длине стропил шаг максимален.
При укладке керамической черепицы важно учитывать, что по крыше нужно будет передвигаться. Максимально безопасный шаг стропильных ног для такого передвижения 80 см.
Важно при укладке керамической черепицы это рассчитать пролет обрешетки. Это расстояние напрямую связано с размерами кровельного материала. Стандартный лист черепицы имеет длину 40 см. Укладка происходит внахлест от 50 до 90 мм. Рассчитывая шаг обрешетки, из длины черепицы вычитается размер нахлестав. В результате выходит шаг в 305-345 мм.
Для односкатной крыши под строительство дома из профилированного бруса сделать расчет не сложно. Если крыша сложной много скатной формы, то каждое расстояние между стропилами просчитывается на шаг обрешетки отдельно. Закрепив шнур на противоположной стороне ската кровли легко можно выполнить разметку рядов.
Особенности каркаса крыши под металлочерепицу
Металлочерепицу используют чаще, чем керамическую или профнастил. Внешне кровля напоминает керамическую черепицу, но в отличие от него легче монтируется и более легкая.
Весит металлочерепица от 35 кг/м 2 кровли. Это дает возможность облегчить конструкцию стропила и использовать балки меньшего сечения. Шаг между стропильными ногами каркаса крыши при этом увеличивается и равен ль 60 до 90 см. Брус используют сечением 50х150 мм.
Для создания вентилируемого пространства в балках под кровлей просверливают дыры диаметром в 12-13 мм.
Конструкция каркаса крыши под металлочерепицу мало чем отличается от профнастила или керамической черепицы. Но есть своя небольшая особенность: опора сверху крепиться на коньковый прогон сверху, а не сбоку как в остальных случаях. Так под металлической черепицей появиться вентилируемый зазор, который исключит скопление конденсата.
Особенности стропильных ног под ондулин
Ондулин это мягкая кровля применяемая под строительство дома из клееного бруса или из другого материала. Выпускают ондулин в форме листов, внешне напоминает крашеный шифер, но легкий. Этот материал отлично подходит для деревянных домов как малоэтажных, так и больших.
Стропильные балки под ондулин ставят с расстоянием не менее 60 см, максимально 90 см. Для стропильной системы используют брус из хвойных пород древесины сечением 50х150 или 50х200 мм. Меньшее сечение не обеспечит достаточной прочности стропильным прогонам.
Обрешетку на стропила ставят из материала сечением 40х50 мм с шагом в 60 см. Этого вполне достаточно для крепления листов ондулина с нахлестом в 30 см. Крепится ондулин специальными гвоздями, которые продают в комплекте.
Особенности стропильной системы под шифер
Шифер редко используют для покрытия крыш современных домов. Но в дачном строительстве и хоз. постройках этот материал незаменим. Он имеет низкую стоимость и легко монтируется.
Стропила под шифер
Стропильные ноги под шифер используются сечением 50х100 или 50х150 мм. Шаг крепления между стропилами не меньше 60 см и не более 80 см.
Обрешетку под шифер делают из брусков 50х50 мм или широкой доски 30х100 мм. Обрешетку стелют с шагов в зависимости от ската крыши. Для крутой односкатной крыши он равен 45 см. Расход получается 4 бруска на 1 лист шифера. Для пологой односкатной или двухскатной крыши 63-65 см, так расход уменьшается до 4 брусков на лист.
Отличается шаг стропильной системы под шифер конструкцией крыши. Для хоз. построек не редко монтируют односкатную.
Особенность размера между стропильными балками у односкатной и двускатной крыши
От того какой формы крыша зависит нужен ли при монтаже запас прочности. А от этого напрямую зависит расстояние между балками стропил.
Односкатная стропильная система
Односкатная кровля более прочная и простая в сборке. Толщину стропил подбирают в зависимости от вида древесины, ее прочности и специфики, которую имеет та или иная конструкция. Шаг между ними может быть 60-140 см. Так же при расстоянии учитывается, будет ли утепляться конструкция. Если да, то шаг должен соответствовать ширине утеплителя.
Толщину стропильных балок нужно высчитывать в зависимости от ската крыши. Для небольшого наклона в 15-20º можно использовать материал сечением 50х100 мм. Для крутого ската в 45º нужны более прочные сечением в 50х150 мм.
Двускатная стропильная система
Если выполнить расчет шага ноги каркаса односкатной или другого вида крыши не правильно, то крышу может увести, а от тяжести конструкции балки провиснут и погнутся. В таком случае простым ремонтам не обойтись, придется переделывать всю конструкцию. Поэтому так важно правильно рассчитать расстояние между ногами стропила, в зависимости от используемого материла кровли: профнастил, керамическая или металл черепица, ондулин или шифер и т.д.
Расстояние между стропилами – это основополагающий параметр, от которого зависит прочность и надежность конструкции крыши, срок ее службы, возможность использования тех или иных кровельных материалов.
Прочность и срок службы кровли зависят от многих факторов: качества строительных материалов, климатических условий, надежности обрешетки.
Но несущая конструкция крыши – это фундамент, на котором покоится вся конструкция.
Стропильная система должна быть точно просчитана, грамотно смонтирована и надежно защищена от разрушительного внешнего воздействия.
Общая схема расчета стропильного шага
Стропильная система – это несущая конструкция всей крыши. Она состоит из стропильных ног, вертикальных стоек и наклонных подкосов.
Каждое стропило располагается на определенном расстоянии от следующего – это расстояние называется «стропильный шаг».
Именно от него зависят прочность кровельной конструкции, максимально допустимая нагрузка на квадратный метр и материалы, которые можно использовать для кровельных работ.
По ГОСТам минимальное допустимое значение стропильного шага составляет 60 см, среднее – превышает 1 м.
Для определения приблизительного шага можно воспользоваться следующей формулой: D/(D/m+1), где D – длина крыши от конька до конька, m – приблизительный стропильный шаг.
Все полученные результаты необходимо округлять до ближайшего большего целого. Очевидно, что такая формула служит исключительно для приблизительных расчетов.
Чтобы определить точный размер шага, необходимо принимать во внимание следующие факторы:
- собственный вес стропильной системы, т. е. материалов, из которых она изготовлена;
- вес материала, которым вы планируете крыть крышу;
- вес дополнительных утеплителей, уплотнителей, системы гидро- и пароизоляции;
- вес обрешетки;
- вес отделочных материалов чердака;
- климатические нагрузки (ветер, скопление снега).
Помимо вышеперечисленных нагрузок, кровля должна выдерживать вес, по меньшей мере, одного взрослого человека, чтобы в случае ремонта или установки антенны монтажник мог без опасений взобраться на крышу.
Если вы планируете установку дымоходной трубы, то ее местоположение необходимо изначально включить в расчеты, чтобы в будущем не потребовалось снимать часть кровли и устанавливать дополнительные точки опоры.
Односкатная и двускатная крыша: разница в стропильных системах
Для односкатной крыши возвести стропильную систему достаточно просто. Чаще всего стропила укладывают прямо на венец, без использования дополнительных опор и поддерживающих конструкций.
Именно поэтому максимальный угол наклона односкатной крыши ограничен 30 градусами: отсутствие дополнительных несущих конструкций и поддерживающих балок означает, что вся нагрузка ложится на стены здания и фундамент.
Оптимальный угол наклона – 15 – 25 градусов. Максимально допустимая длина пролета стропил не достигает и 6 м.
При возведении односкатной крыши обязательно учитывайте направление ветра и возможную дополнительную нагрузку от веса скопившегося на крыше снега.
Для домов, расположенных в регионах с сильными ветрами и малым количеством осадков, можно подгадать такой угол склона, при котором кровля очищается от снега за счет порывов ветра.
Двускатная крыша – это система из двух наклонных скатов, соединенных коньком. Одним из основных преимуществ такой конструкции является возможность более равномерного распределения нагрузки между стропильной системой и несущими стенами здания.
Кроме того, двускатный каркас позволяет опереть стропила друг на друга, что придает ему дополнительную прочность.
Общая прочность кровельной конструкции возрастает при приближении угла ската к 45 градусам. Именно такой наклон считается оптимальным для регионов с обильными осадками.
При повышении угла наклона, с одной стороны, значительно увеличивается устойчивость, поэтому можно брать больший стропильный шаг.
С другой стороны, повышается парусность крыши, поэтому для ветреных регионов оптимальный угол наклона не превышает 20 градусов.
Стропильная система под шифер
Несмотря на появление большого выбора современных кровельных материалов, классический вариант – шифер – до сих пор пользуется большой популярностью, в основном из-за дешевизны и легкости монтажа.
Расстояние между стропилами крыши под шифер вычисляют с учетом особенностей материала: шифер достаточно хрупкий, но в то же время способен выдерживать большие весовые нагрузки.
Допустимый диапазон стропильного шага под шифер – от 80 см до 1,5 м. Чаще всего используют усредненную длину шага, 120 см.
Поскольку сам по себе шифер весит достаточно много, материал для несущей конструкции нужно выбирать прочный, например, брусья с сечением не менее 75 мм на 150 мм.
Длина стропильного шага и толщина обрешетки взаимосвязаны: чем более прочную обрешетку вы планируете установить, тем меньше шаг, и наоборот.
Лист шифера имеет стандартную длину в 175 мм, шаг обрешетки подбирается таким образом, чтобы каждый лист шифера имел не менее трех точек опоры (одну по центру листа и две ближе к краям).
Шаг обрешетки зависит от градуса уклона крыши: для пологой одно- или двухскатной крыши достаточно 63 – 67 см. Минимальный промежуток для крутой крыши составляет 45 см.
Точную длину стропильного шага под шифер вы сможете установить, только произведя точные замеры и рассчитав общий вес всех кровельных материалов.
Не забудьте учесть метеоусловия (возможность скопления снега, сильные порывы ветра) и нагрузку дополнительного оборудования (антенны или дымоходной трубы). Если на чердаке будет обустроена мансарда, то учтите вес утеплителей.
Нюансы системы для металлочерепицы
Металлочерепица – это один из самых популярных кровельных материалов на рынке. Она неприхотлива в обращении, долговечна, красиво смотрится.
Кроме того, металлочерепица – один из самых легких кровельных материалов (всего 35 кг на квадратный метр), ее можно укладывать на достаточно легкую опору, снижая тем самым нагрузку на стены здания и фундамент.
Среднее расстояние между стропилами под металлочерепицу составляет 60 – 95 см для двухскатной крыши с наклоном 20 – 45 градусов.
Размер брусьев выбирают с учетом утеплительных и гидроизоляционных материалов. Для простой кровли из металлочерепицы достаточно сечения в 50 – 150 мм.
Но в большинстве случаев для создания мансардной крыши под металлочерепицу придется уложить утеплитель толщиной в 150 – 200 мм.
С учетом веса утеплителя стропильная система должна быть более прочной, рекомендованный размер брусьев возрастает до 200 мм на 50 мм.
При расчете расстояния между стропилами учитывайте не только длину листов металлочерепицы, но утеплителя.
При правильном расположении стропил вы сможете значительно сэкономить на лесоматериалах.
Не забывайте и об особенностях монтажа крыши из металлочерепицы: этот материал плохо пропускает воздух, в результате чего под крышей часто скапливается конденсат.
Закрепите верхнюю опору стропильной системы на коньковый прогон вместо боковой части. Это позволит создать небольшую воздушную прослойку, повысит вентилируемость и поможет уберечь кровлю от разрушительной влаги.
Стропильная система под профнастил и ондулин
Отличительная особенность профнастила – это легкость и жесткость, поэтому, как и в случае металлочерепицы, требования к стропильной системе не столь высоки.
Расстояние между стропилами под профнастил должно быть в диапазоне от 60 см до 120 см. Оптимальное сечение стропильной ноги зависит от пролета между опорами.
Так, для пролета в 3 м выбирают брус размером 40 мм на 150 мм, для пролета в 5 м – размером 50 мм на 180 мм.
Какое расстояние допустимо между стропильными ногами, зависит напрямую от сечения брусьев: чем больше стропильный шаг, тем более прочный материал необходимо использовать для стропил. При выборе шага более 80 см увеличьте толщину брусьев на 20 – 25 %.
Не забывайте учитывать вес обрешетки под профнастил. Расстояние между стропилами односкатной крыши в 60 см потребует обрешетки с минимальным сечением брусьев 25 мм на 100 мм.
При стропильном шаге, равном 80 см, – 30 мм на 100 мм и т. д. Важную роль играет и угол наклона крыши: при скате менее 15 градусов под профнастил рекомендовано укладывать сплошную обрешетку, которая значительно тяжелее разреженной.
Поскольку оба обладают относительно малым весом, опорная конструкция может быть достаточно легкой, что снижает нагрузку на несущие стены и фундамент здания.
Чем выше градус наклона, тем большее расстояние между стропилами допускается.
На двускатную крышу с уклоном менее 10 градусов рекомендуется устанавливать сплошную обрешетку, что повышает нагрузку кровельную конструкцию.
В таком случае лучше использовать более толстый брус размером 40 мм на 50 мм, а стропильный шаг свести к минимуму (60 см).
Конструкция двускатной крыши для частных домов выбирается чаще всего, так как она является оптимальным вариантом по простоте монтажа и удобству эксплуатации, по прочности и надежности, а также по стилевому решению. Двускатная кровля по-другому называется щипцовой и имеет два ската, которые могут быть расположены по отношению друг к другу под одинаковым или разным углом, то есть может представлять собой равнобедренный или разносторонний треугольник. Последний вариант все чаще можно встретить среди новостроек, так как он становится модным стилевым решением. И, кроме оригинальности, такая крыша обладает некоторыми положительными особенностями, которые упрощают ее эксплуатацию.
Подобный тип стропильной системы может использоваться под все типы кровельных материалов, но обрешетка, закрепляемая на стропила, для каждого из покрытий имеет свои параметры.
Двускатная крыша: стропильная система под которой имеет свои особенности, должна быть тщательно изучена и рассчитана еще загодя, перед покупкой материалов и проведением ее монтажа. Попробуем разобраться в этих вопросах.
Разновидности конструкций двускатных крыш
Для начала необходимо разобраться, какие конструкции двускатных крыш бывают, так как придется выбирать наиболее подходящую для конкретного строения.
- Простая равносторонняя двускатная конструкция
Этот вариант двускатной конструкции можно назвать традиционным и самым применяемым, так как он прост в монтаже и обслуживании, а также отличается долговечностью и надежностью.
Симметрия в этой системе помогает достичь равномерности нагрузки на мауэрлат и несущие стены. При правильном выборе сечения бруса для обустройства стропильной системы и мауэрлата, эти детали обеспечат необходимый для длительной эксплуатации крыши запас прочности. Дополнительной надежности конструкции придадут правильно установленные стойки, подкосы и затяжки.
Недостатком этой системы для обустройства внутри чердачного пространства помещений является то, что после установки стен и потолка большую площадь занимают глухие зоны в угловых областях конструкции, которые остаются незадействованными.
- Простая асимметричная двускатная конструкция
Асимметричная двускатная конструкция отличается от традиционной системы тем, что ее скаты располагаются под разным углом. Так, один из них обычно составляет больше 45 градусов, что позволяет увеличить полезную площадь чердачного пространства, в котором вполне можно обустроить жилое помещение, естественно, при должном утеплении.
Еще одним важным достоинством подобной конструкции может стать меньший по площади скат, который рекомендовано спланировать с подветренной стороны строения, где на крыше всегда собирается большое количество снега. Небольшой же по размеру, но с большой крутизной скат не будет задерживать на своей поверхности больших сугробов.
К недостатку асимметричной конструкции можно отнести более сложный ее расчет для достижения равномерного распределения нагрузки на стены дома.
- Ломаная двускатная конструкция
Эту двускатную стропильную систему можно назвать редкостью, хотя благодаря такому расположению скатов в чердачном пространстве формируется достаточно большая комната, которая может быть использована под жилое или хозяйственное помещение.
Кроме такой стропильной системы к ломаной двускатной конструкции можно отнести и мансардный вариант установки стропил.
Оба ската «изломаны» — явный выигрыш в полезной площади чердачного помещения
3 – Стойка, установленная на лежень.
4 – Стропило.
5 – Обрешетка.
Наслонная система отличается от висячей тем, что устанавливается на строение, имеющее внутренние капитальные перегородки. Капитальные внутренние стены используются для закрепления на них лежня, на который устанавливаются стойки, подпирающие коньковый прогон, с которым скрепляются верхние концы стропильных ног. Затем на стропила фиксируются доски обрешетки.
Эта конструкция более популярна, чем висячая, так как надежна и проста в монтаже.
крепления для стропил
Висячая стропильная система
Схема висячей стропильной системы выглядит так, как показано на иллюстрации, и включает следующие основные элементы:
1 – Несущие стены.
2 – Мауэрлат.
3 – Стропило.
4 – Обрешетка.
5 – Затяжка (ригель).
Висячая система стропил монтируется на две внешние несущие стены, на которые предварительно закрепляется мауэрлат. Этот вариант крыши может быть применен только в том случае, если расстояние между несущими стенами составляет не более 7000 мм, так как кроме них дополнительная опора для стропильной конструкции кровли отсутствует. Такую систему обычно оснащают затяжками, подкрепленными откосами – эти элементы снимут часть нагрузки со стен строения.
Кроме наслонных и висячих систем, существуют комбинированные варианты, которые включают в себя отдельные элементы той и другой конструкции.
Когда стропильная системы будет выбрана, рекомендовано перед покупкой материалов, составить подробный чертеж крыши с проставленными размерами — так будет легче вычислить количество всего необходимого и сумму на их приобретение. Кроме этого, такая схема значительно поможет произвести монтажные работы. Но для того, чтобы составить чертеж, придется провести некоторые
Как рассчитать параметры двускатной стропильной системы
Правильно рассчитать параметры элементов для монтажных работ – очень важно. Для этого сначала рекомендовано составить список всего необходимого и произвести расчет пошагово. Все расчеты следует производить с запасом в 10÷15%, не допуская излишней экономии, которая будет в ущерб качеству и прочности конструкции.
Если эту часть работы решено выполнить самостоятельно, нужно обязательно сверяться с техническими документами, разработанными специалистами, например, размещенными в СНиП.
Основными направлениями расчета будут три взаимосвязанные величины - крутизна ската, высота конька над перекрытием и длина стропильных ног. Далее, имея линейные параметры, необходимо будет определиться с сечением материала для стропил. А вот оно уже, в свою очередь, зависит и от выпадающих на стропильную систему нагрузок.
Нагрузки на стропильную систему
Нагрузки на стропильную систему разделяют на три категории:
- Постоянные нагрузки. К этой категории можно отнести те, которые будут постоянно держать в напряжении стропильную систему – , утеплителя, если он предусмотрен, кровельного покрытия, ветрозащитной, гидро- и пароизоляционной пленки, крепежных элементов, отделочных материалов для внутренней части чердака. Вес всех элементов и материалов, необходимых для кровельного «пирога», суммируется, и в среднем должна получиться оптимальная величина в 40-45 кг/м². Желательно рассчитать материалы таким образом, чтобы вес 1 м² не превышал 50 кг/м², особенно в том случае, если используется система крыши с висячими стропилами.
- Кратковременные нагрузки. Такие нагрузки возникают периодически и могут иметь разное воздействие на конструкцию. К ним относятся такие воздействия:
— вес людей при ремонтных работах;
— климатические температурные воздействия;
— возможные нагрузки от наледи.
Эти внешние нагрузки лежат в большой зависимости от особенностей региона постройки. Кроме того, их величина напрямую зависит и от крутизны скатов. Так, например, на пологих скатах решающую роль будет играть снеговая нагрузка. С ростом крутизны кровли влияние снегового давления уменьшается, но зато растет зависимость от ветрового воздействия. На скатах крутизной свыше 60 градусов снеговая нагрузка и вовсе списывается со счетов, но зато парусность крыши возрастает в разы, и ветер становится доминирующим внешним воздействием.
Данные для расчетов можно найти в СНиП 2.01.07- 85*«Нагрузки и воздействия» в разделах «Снеговые нагрузки» и «Ветровые нагрузки». При этом учитывать необходимо не только регион расположения дома, но и место его строительства — низина или возвышенность, отдельно стоящее строение или окруженное другими зданиями.
Удобный алгоритм расчета нагрузок будет приведен чуть ниже.
- Особые нагрузки. К этой категории относят такие факторы, как сейсмические воздействия, ураганный ветер, деформационные процессы вследствие оседания грунта, которые обычно называют форс-мажорными обстоятельствами. Предусмотреть все невозможно, и для того чтобы крыша выдержала все эти испытания, рекомендовано закладывать дополнительный запас прочности при приобретении материалов и монтаже конструкции.
Если крыша будет устанавливаться на старое здание, необходимо рассчитать несущую способность фундамента и стен, так как новая крыша может иметь больший вес, чем старая. Подобные расчеты могут профессионально осуществить только специалисты, но произвести такие вычисления необходимо в обязательном порядке, иначе придется не только менять крышу, но и производить ремонт всего строения. Специалистам при этом необходимо будет предоставить проект крыши, в котором будут указаны все ее параметры.
Угол наклона скатов стропильной системы и высота конька
Угол расположения скатов крыши определяется выбором , так как каждый из них требует персонального расчета. Часто сам производитель конкретной марки покрытия дает необходимые рекомендации, но если говорить об общих требованиях, например, для нашего случая - металлочерепицы, то для нее угол уклона должен составлять не менее 20 градусов.
Увеличение угла уклона значительно расширит чердачное пространство, но для возведения такой крыши потребуется больше строительных материалов и, конечно же, значительно возрастет стоимость постройки.
Итак, любую двускатную стропильную систему, неважно, симметричную или нет, можно представить в виде треугольника.
Его вершины:
— точка «а» – это внешняя точка пересечения К этой вершине прилегает угол «А», определяющий крутизну ската кровли.
— точка « b» — вершина конька.
— точка «с» — пересечение отвесной линии от конька с перекрытием или просто верхним уровнем стены.
Известная исходная величина – « D» длина основания треугольника. Для симметричной крыши – это половина пролета. Для асимметричных вариантов – может быть и иной, это несложно определить.
«Н» — высота конька над основанием (перекрытием);
« L» – длина стропильной ноги, которая при желании может быть увеличена на величину «m» для формирования карнизного свеса.
По известным тригонометрическим соотношениям:
Н = D × tgA
Таким образом, можно или от заданного значения угла А определить высоту конька, или же, наоборот, заранее планируя определенную высоту чердачного помещения, определиться с крутизной ската.
Все это позволяет легко сделать размещенный ниже калькулятор. Меняя значение угла «А» можно прийти к оптимальному значению высоты «Н» .