Расчет стропил крыши

Каждый домовладелец прекрасно знает о том, насколько важно создать качественную, устойчивую, долговечную и прочную конструкцию крыши дома. И вот именно эти характеристики будущей крыши целиком и полностью зависят от того, насколько грамотно выполнена стропильная система.

Стропила – это базовая часть несущей конструкции крыши, можно сказать – основная деталь. Именно стропила помогают выдерживать и давление снега, и порывы ветры, и вес самой кровли. А потому особенно важно правильно произвести расчет конструкции крыши, в целом, и стропил, в частности.

Такой расчет производят, принимая во внимание тип используемых кровельных материалов, а также ветровые показатели данной местности и обычная толщина покрова снега.

Стропильная система: основные составляющие

Стропильная система крыши

Состоит стропильная сиРасчет стропил крыши: карандаш и бумага идут в обиходстема из нескольких важных элементов. Это, в частности, стропильные ноги (наклонные), стойки вертикального типа, а также наклонные подкосы. В отдельных случаях используются также горизонтальные балки, которыми стропила связываются в их нижней части.

Следует особенно подчеркнуть, что стропильная система – это целый комплекс элементов, достаточно сложный и имеющий важнейшее значение. Здесь нельзя допустить ошибку, совершая расчет, создавая крепления или планируя будущее расположение стропил.

Дело в том, что неправильно обустроенная стропильная система может рухнуть при первом порыве ветра. Производите расчет стропильной системы по всем правилам, с максимальной точностью, терпением и вниманием. Сегодня специалисты создали несколько таблиц, при помощи которых можно самостоятельно рассчитать расположение стропил и порядок их монтажа.

Обязательно пользуйтесь всеми доступными вам знаниями, советуйтесь с профессионалами. Помните: от вашей точности расчета и скрупулезности будет зависеть то, сколько времени прослужит крыша (а, следовательно, и все здание).

Особенности монтажа стропильных систем

Для того чтобы получить жесткий каркас, необходимо скрепить стропила между собой. И, кроме того, следует обязательно крепко связать каркас с коробкой дома для того, чтобы впоследствии крышу не сорвало ветром. Очень часто при строительстве загородного жилья, дачных домов используются системы из деревянных стропил.

Они достаточно легко монтируются, кроме того, и сам процесс изготовления достаточно прост. А что еще важнее, в процессе работы деревянные стропила можно немного «подогнать» под дом: нарастить, или, напротив, укоротить. Нередко это требуется из-за допущенных ошибок в ходе строительства стен здания.

Монтаж стропил

Что касается металлических стропил, «подогнать» их размер непосредственно на месте будет очень трудно, а уж если говорить о железобетонных конструкциях, то это и вовсе нереальная задача. Именно по этой причине железобетонные, да и металлические стропильные системы используются в основном для возведения больших домов.

Опора стропил выбирается в зависимости от используемого для возведения здания строительного материала:

Для брусчатых домов опора производится на верхние венцы;
Для деревянных каркасных домов - на верхнюю обвязку;
Для каменных и кирпичных домов – на опорные брусья.

Следует подчеркнуть, что у стропильной конструкции крыши есть как достоинства, так и недостатки. Главный плюс такой крыши – это возможность создания любой необходимой вам планировки чердака. А вот минус здесь в том, что домовладелец не всегда получает возможность устроить вертикальные окна – очень часто сделать это мешают связи стропил.

Виды стропильных систем: от дерева до металла

В зависимости от ряда факторов, стропильные конструкции могут быть нескольких типов, в частности:

Деревянные стропильные конструкции;
Деревометаллические стропильные конструкции;
Металлические стропильные конструкции;
Железобетонные стропильные конструкции.

Следует помнить о том, что чем больше вес кровельного материала, тем более мощные нужно выбирать стропильные системы. Устанавливать стропила нужно с уменьшенным расстоянием (шагом). В большей степени это относится к тем стропильным конструкциям, которые используются для кровли из керамической черепицы или же из цементно-песчаного материала.

Пожалуй, самыми распространенными можно назвать стропильные системы из дерева и металла.

Деревянные стропильные системы: плюсы и минусы

Обрешетка крыши

Что касается деревянной стропильной системы, следует назвать основные ее преимущества. Это, в частности:

Небольшой вес конструкции;
Простота в монтаже;
Экономия времени на процессе возведения крыши;
Низкая, по сравнению с другими вариантами, стоимость стропильной системы, и, как результат, строительства крыши, в целом.

Среди существенных минусов деревянной стропильной системы нужно назвать:

Длина стропильных ног небольшая, по сравнению с другими вариантами;
Срок службы меньше, нежели у металлических или железобетонных конструкций;
Необходимость применения дополнительных средств огнезащиты здания, т.к. дерево не является огнеустойчивым материалом.

Металлические стропильные системы: плюсы и минусы

Стропильные системы, выполненные из металла, используются чаще всего при возведении многоэтажных домов, а также при реконструкции чердаков в старых домов под жилые мансарды. У металлических стропильных систем также есть ряд достоинств и недостатков.

Среди несомненных плюсов стропил, выполненных из металла:

Большая длина стропильной ноги (и, как следствие, возможность намного увеличить высоту будущей мансарды, а также существенно расширить ее площадь);
Долговечность стропил из металла;
Огнестойкость металлической конструкции.

Следует также сказать и о существующих недостатках, среди которых:

Намного больший, по сравнению с деревянной стропильной системой, вес готовой конструкции;
Высокая стоимость металлических стропил, а значит, и итоговой стоимости будущей крыши здания;
Значительно большие, нежели при использовании деревянных стропил, сроки возведения крыши.

Помимо материала, из которого изготовлены стропильные конструкции, есть и другой способ классификации – по способу их монтажа. Так, в частности, стропильные конструкции (стропильные фермы) могут быть:

Наслонные (этот вариант считается самым распространенным);
Висячие.

Чаще всего в качестве формы для создания стропильной системы крыши выбирают треугольник: такая форма считается наиболее жесткой, и вместе с тем, она самая экономичная. Стропильные фермы сложной конструкции состоят из стропильных ног (или балок), ригелей, подкосов, затяжек, стоек и ряда других конструктивных элементов.

Наслонные стропильные системы

Компьютерное программирование

Такие стропила обычно устанавливаются в зданиях, имеющих среднюю несущую стену. Такая конструкция состоит из двух наклонных ног, подпоркой которых снизу служат продольные брусья, которые в строительстве называются «мауэрлаты». Верхней же частью стропильные ноги опираются на коньковый прогон, который поддерживается специальными стойками. Эти стойки устанавливаются на внутренней несущей стене, на лежень.

Именно продольные брусья и лежень будут распределять нагрузку, которую оказывает стропильная система на стены здания. В том случае, если продольных внутренних стен в здании нет, стропила будут опираться, либо на столбы, либо на внутренние стены (поперечные).

Следует помнить о том, что нельзя делать расстояние между опорами больше, чем 6,5 м. Создание дополнительной опоры или даже двух, позволит вам существенно расширить перекрываемое помещение. Так, при использовании одной дополнительной опоры ширина увеличится до 12 метров, а при использовании двух – до 16 метров. Конструкцию можно усложнить за счет стоек и подкосов, дополнительных элементов, которые придают конструкции большую жесткость и, что очень важно, отличную устойчивость.

Висячие стропильные системы

Применяются такие конструкции в том случае, если отсутствуют внутренние опоры. Следует производить опор исключительно на наружные стены. Конструкция висячих стропил – это горизонтальный брус (затяжка) и наклонные стропильные ноги. Через затяжку нижняя часть стропильных ног опирается на продольные брусья (мауэрлаты). Верхние же части стропильных ног должны быть соединены между собой.

Самая простая форма такой стропильной конструкции – это треугольная ферма, обязательно симметричная. В данном случае ширина перекрываемого пространства – от 7 до 12 метров. А вот для того, чтобы усилить стропильные конструкции, обычно используют ригель. Так называется дополнительная стяжка, горизонтальная.

Следует заметить, что в отличие от наслонных стропил, висячие обходятся существенно дороже, а процесс их изготовления намного сложнее. Именно поэтому домовладельцы нередко выбирают комбинированный вариант, когда наслонные стропила и висячие сочетаются в одной стропильной конструкции.

Как производятся подсчеты?

Обычно специалисты, занимающиеся возведением крыш, проводят не один, а сразу несколько расчетов. Самый первый расчет основан на прочности стропил (выясняется, не может ли сломаться стропильная балка при определенной нагрузке). Второй же расчет конструкции крыши основан на вероятности деформации стропил (конструктор определяет, какую нагрузку может выдержать балка, насколько она способна прогнуться, не сломавшись).

Опирание стропил на стену

Следует помнить правило: для крыши величина прогиба стропил не может быть больше, чем 1/250 часть (0,004) от показателя длины участка.

Так, рассмотрим конкретный пример расчета: длина стропил составляет 6000 миллиметров. Умножаем это значение на 0,004: получаем, 24 миллиметра. Кажется, совсем небольшое значение. Однако же, если хотя бы немного превысить это значение, можно будет заметить деформацию стропильной конструкции. А в том случае, если значение сильно превышено, крыша будет прогибаться, и станет похожей, в итоге, на китайскую пагоду.

Что касается деревянных стропил, расчет конструкции крыши производится по двум показателям: это прочность и устойчивость крыши, а также прогиб. Для того чтобы провести точный расчет, в первом случае нужно знать значение такого показателя, как расчетное сопротивление.

Специалисты составили множество таблиц, где вы сможете найти необходимые цифры. Во втором же случае воспользуйтесь СНИПом «Деревянные конструкции. Нормы проектирования», в котором представлены показатели упругости древесины. Кроме этого, вам непременно потребуются такие показатели, как уклон вашей будущей крыши, а также ее габариты. Не забывайте учитывать и материал, из которого произведена ваша стропильная конструкция.

В том случае, если вам нужно определить сечение стропильной ноги, ориентируйтесь на следующий пример. Предположим, длина балки составляет 300 см. В таком случае, сечение доски может быть следующим: толщина – 4 см., высота – 18 см, или же толщина – 6 см., высота – 16 см. При этом, сечение балки будет 10 х 12см. Вы можете найти также стандартные сечения стропильных ног для балок длиной 400 или 500 см.

Не забывайте и о том, что существует большое количество специальных программ, которые позволяют быстро произвести расчет конструкции крыши. Для того чтобы воспользоваться такими ресурсами, вам необходимо будет просто ввести ряд показателей: материалы, габариты крыши, и программа сама выдаст вам точные цифры и сделает быстрый расчет..