Как рассчитать длину стропил двускатной крыши: расчет кровли, нагрузка и правила проектирования

расчет кровли, нагрузка и правила проектирования

Содержание:

Расчет нагрузок двухскатной крыши
Постоянные нагрузки
Переменные нагрузки на кровлю
Расчет размеров стропильной системы
Сечение стропильной ноги
Длина стропил в двускатной крыше

В статье пойдет речь о том, как рассчитать стропила на двухскатную крышу и вычислить различные нагрузки, приходящиеся на кровлю.

Крыша в здании предназначена для удержания внешних нагрузок и их перераспределения на несущие стены или опорные сооружения. К таким нагрузкам относится вес кровельного пирога, масса самой конструкции, вес снежного покрова и так далее.

Крыша располагается на стропильной системе. Так называется каркасная конструкция, на которую фиксируется кровля. Она принимает все внешние нагрузки, распределяя их по опорным сооружениям.

Стропильная система двухскатной крыши включает в себя следующие элементы:

• Мауэрлат;
• Подкосы и раскосы;
• Боковые и коньковые прогоны;
• Стропильные ноги.

Стропильной фермой называется конструкция, включающая в себя все перечисленные элементы за исключением мауэрлата.

Расчет нагрузок двухскатной крыши

Перед тем, как рассчитать длину стропил двухскатной крыши и прочие параметры, необходимо определить нагрузки, приходящиеся на кровлю дома, вернее, на стропильные ноги. Их принято разделять на постоянные и переменные.

Постоянные нагрузки

Первым видом называются такие нагрузки, которые действуют на кровлю всегда (в любой сезон, время суток и так далее). К ним относится вес кровельного пирога и различного оборудования, установленного на крыше. Например, вес спутниковой антенны или аэратора. Необходимо вычислить вес всей стропильной конструкции вместе с крепежами и различными элементами. Профессионалы для выполнения этой задачи используют компьютерные программы, а также специальные калькуляторы.

Расчет двухскатной кровли основывается на вычислении нагрузок на стропильные ноги. В первую очередь нужно определить вес кровельного пирога. Задача довольно простая, необходимо просто знать используемые материалы, а также размеры крыши.

В качестве примера вычислим вес кровельного пирога с материалом ондулин. Все значения берутся приблизительно, высокая точность здесь не требуется. Обычно строители выполняют расчеты веса квадратного метра кровли. А потом данный показатель умножается на общую площадь крыши.

Кровельный пирог состоит из ондулина, слоя гидроизоляции (в данном случае — изоляции на полимерно-битумной основе), слоя теплоизоляции (будет вестись расчет веса базальтовой ваты) и обрешетки (толщина досок составляет 25 мм). Вычислим вес каждого элемента по отдельности, а потом сложим все значения.

Расчет кровли двухскатной крыши:

1. Квадратный метр кровельного материала весит 3.5 кг.
2. Квадратный метр гидроизоляционного слоя весит 5 кг.
3. Квадратный метр утеплителя весит 10 кг.
4. Квадратный метр обрешетки весит 14 кг.

Теперь вычислим общий вес:

3.5 + 5 + 10 + 14 = 32.5

Полученное значение нужно умножить на коэффициент поправки (в данном случае он равен 1.1).

32.5 * 1.1 = 35.75 кг

Получается, что квадратный метр кровельного пирога весит 35.75 кг. Остается умножить данный параметр на площадь крыши, тогда получится рассчитать двухскатную крышу. Читайте также: «Расчет площади крыши — алгоритм действий».

Переменные нагрузки на кровлю

Переменными называются такие нагрузки, которые действуют на крышу не постоянно, а сезонно. Ярким примером является снег в зимнее время. Снежные массы оседают на кровле, создавая дополнительное воздействие. Но весной они тают, соответственно, давление снижается.

К переменным нагрузкам относится и ветер. Это тоже погодное явление, которое действует не всегда. И таких примеров очень много. Поэтому важно учитывать переменные нагрузки при расчете длины стропил двускатной крыши. При вычислении нужно брать во внимание множество различных факторов, воздействующих на крышу здания.

Теперь подробнее рассмотрим снеговые нагрузки. При расчете данного параметра нужно использовать специальную карту. Там размечена масса снежного покрова в различных регионах страны.

Для вычисления данного вида нагрузки используется следующая формула:

S = Sg х µ

Где Sg — показатель местности, взятый по карте, а µ — поправочный коэффициент. Он зависит от уклона крыши: чем уклон сильнее, тем меньше коэффициент поправки. И тут есть важный нюанс — для крыш с уклоном от 60^o его совсем не учитывают. Ведь с них снег будет просто скатываться, а не скапливаться.

Вся страна разделена на районы не только по массе снега, но и по силе ветров. Имеется специальная карта, на которой можно узнать данный показатель в определенной местности.

При расчете стропил кровли ветровые нагрузки определяются по следующей формуле:

W = W_o * x

Где x — коэффициент поправки. Он зависит от месторасположения строения и его высоты. А W_o — параметр, выбранный по карте.

Расчет размеров стропильной системы

Совет: Используйте наши строительные калькуляторы онлайн, и вы выполните расчеты строительных материалов или конструкций быстро и точно.

Когда с расчетом всех видов нагрузок покончено, можно переходить вычислению размеров стропильной системы. Выполнение работы будет отличаться в зависимости от того, какая конструкция крыши планируется.

В данном случае рассматривается двухскатная.

Сечение стропильной ноги

Расчет стропильной ноги основывается на 3 критериях:

• Нагрузки из предыдущего раздела;
• Удаленность перил;
• Длина стропил.

Существует специальная таблица сечений стропильных ног, в которой можно узнать данный показатель, основываясь на вышеописанных критериях.

Длина стропил в двускатной крыше

Теперь разберемся, как рассчитать кровлю двухскатной крыши. Для такой конструкции требуется монтаж более сложной стропильной системы.

При расчетах вручную потребуются базовые знания геометрии, в частности — теоремы Пифагора. Стропило — гипотенуза прямоугольного треугольника. Ее длину получится узнать, если разделить длину катета на косинус противолежащего угла.

Рассмотрим конкретный пример:

Требуется расчет длины стропил двухскатной крыши для дома с шириной 6 м, у которого наклон скатов равен 45^o. Пусть L будет длиной стропил. Подставим все данные в формулу.

L = 6 / 2 / cos 45 ≈ 6 / 2 / 0.707 ≈ 4.24 метра.

К полученному значению нужно прибавить длину козырька. Она приблизительно равна 0.5 м.

4.24 + 0.5 = 4.74 метра.

На этом исчисление длины стропил для двухскатной крыши закончено. Это был ручной способ выполнения задачи. Существуют специальные компьютерные программы, предназначенные для автоматизации данного процесса. Проще всего использовать «Аркон». Это полностью бесплатная программа, с которой легко разберется даже плохо разбирающийся в компьютерах человек.

Достаточно просто указать вводные параметры на основании размеров дома. Программа самостоятельно выполнит расчеты и покажет необходимое сечение, а также длину стропил двускатной крыши.

Расчет длины стропил двухскатной крыши

1. Двухскатные крыши
2. Что нужно учесть перед выполнением расчета
3. Выбор типа системы стропил
4. Как рассчитать ширину
5. Определение уклона крыши
6. Высота конька
7. Площадь крыши

Двухскатные крыши – распространенный вариант кровли в загородном малоэтажном строительстве. Для того чтобы она обеспечивала качественную защиту строения, необходим точный проект конструкции. Расчет кровли двухскатной крыши можно сделать с помощью специального калькулятора или самостоятельно, пользуясь несложными методиками вычислений.

Что нужно учесть перед выполнением расчета

Несмотря на простоту и лаконичность двухскатного конструктива, в нем есть свои слабые места, их необходимо учесть:

• ширина крыши аналогична размерам короба здания и вида кровельного покрытия;

• крутизна скатов рассчитывается согласно климатическим особенностям местности и виду покрытия кровли;

• параметры ширины и уклона устанавливают высоту, которая в результате может не соответствовать первоначальным требованиям;

• материалы и конструктив стропильного каркаса зависят от типа кровельного материала, его веса и характеристик.

Форму и размеры крыши задает ее каркас. Именно с него начинается проект двухскатной крыши как из битумной черепицы, так и из шифера.

Выбор типа системы стропил

В современном строительстве преимущественно используются два вида технологий:

• 
  

  Наслойная.

  
  В этом случае и верхняя, и нижняя точка стропил имеют опоры. Внизу – это стены здания, в верхней точке – прогонная балка. Последний элемент возводится с помощью системы опор, опирающейся на фронтоны или внутреннею стену. Этот тип конструкции чаще применяют для больших домов, где есть капитальная внутренняя стена или ряд колонн.

• 
  

  Висячая.

  
  В такой конструкции стропила вверху упираются только друг о друга. Их нижняя часть опирается на стены дома. Эти крыши представляют собой треугольник с одинаковыми сторонами. Его основание строители называют затяжкой. Такие кровли преимущественно используются для небольших зданий с незначительными пролетами.

При обустройстве больших пролетов возникает риск деформации конструкции. В этом случае применяют усиливающие элементы, такие как боковые прогоны или схватки. Но нужно понимать, что они не только увеличивают жесткость системы, но и ее вес.

Как рассчитать ширину

Ширина крыши зависит от типа основания. Но следует учитывать и такие аспекты:
• при монтаже на балки формируется карнизный свес, именно он определяет габариты крыши;
• при установке кровли на стены ширина рассчитывается по трем параметрам: ширина самой коробки и 2 проекции свеса, но в расчет кровли двухскатной крыши принимается только несущая ширина, то есть размер коробки.

Свесы карнизов, опирающихся на мауэрлат, могут быть ногами стропил, выступом из кирпича или кобылками. Ширина свеса должна соответствовать материалу стен и виду кровельного покрытия. Рекомендуются следующие размеры:

• мягкая черепица – от 300 до 400 мм;
• шифер – до 100 мм;
• натуральная черепица – от 500 до 600 мм;
• профлист – оптимальный размер 500 мм;
• металлочерепица – от 400 до 500 мм.

Поскольку дома из древесины требуют дополнительной защиты, карнизные свесы нужно увеличивать от 100 до 150 мм. Если предельные значения увеличены, конструкцию необходимо усилить. Это могут быть опорные столбы или подкосы. Первые можно использовать в качестве элементов веранды или крыльца.

Определение уклона крыши

Угол может варьироваться в широких пределах: от 10 до 60 градусов. Возможны корректировки и в сторону уменьшения, и в сторону увеличения. В классическом исполнении оба ската имеют одинаковые углы. Чтобы правильно сделать расчет угла кровли, нужно учесть следующие факторы:

• Вид кровельного покрытия и вес обрешетки под него, первое – определяет технологию установки и конструкцию основания. Чем меньше стыков и нахлестов, тем ниже может быть крыша. Если таких соединений много, кровля может быть высокой.
• Вес всего «кровельного пирога» вместе с финишным покрытием оказывает нагрузку на здание только своей проекцией, то есть чем уклон значительней, тем меньше конструкция давит на опору.
• Климатические особенности местности также определяют уклон. В регионах, где много осадков, скаты должны быть более крутыми, чтобы легче и быстрее освобождаться от осадков, но при наличии серьезной ветровой нагрузки следует уменьшить параметры.

Также для расчета угла кровли можно воспользоваться нормативными документами. Если у вас нет специальных знаний, лучше пользоваться рекомендациями, указанными в градусах.

Высота конька

Расчет кровли двухскатной крыши, в том числе из мягкой черепицы, невозможен без определения высоты конька. Минимальные параметры устанавливают противопожарные нормативы: они требуют, чтобы чердачное помещение было не ниже 160 см. Максимальные значения могут задать профессиональные проектировщики. Необходимую высоту проще всего определить на чертеже:

• на листе бумаги чертится схема здания в масштабе;
• от середины верхнего перекрытия чертится ось;
• в одну из сторон прочерчивается половина крыши до точки свеса;
• от крайней точки прочерчивается с помощью транспортира угол, рекомендованный производителем кровельного материала;
• там, где линия пересечется с осью симметрии, нужно делать конек.

Площадь крыши

Все ров, помогут опередить требуемые объемы материала покрытия кровли. Для этого нужно рассчитать площадь крыши: S=C*D, где С – длина уклона, а D – ширина уклона. Но перед тем, как рассчитать площадь кровли двухскатной крыши по формуле, следует определить С. Точные расчеты позволят учесть все технологические нюансы, обусловят простоту монтажа и надежную защиту дома.

Формула калькулятора длины стропил: определение размера стропил в минутах

Прежде чем строить двускатную или вальмовую крышу, вам необходимо знать типичные размеры стропил.

Благодаря тысячелетней тригонометрии опытные строители знают, как рассчитать это важное измерение независимо от требований проекта.

Чтобы поставить вас на один уровень с экспертами, мы предлагаем формулу, которую плотники используют для определения стандартных размеров стропил и места для разметки разрезов.

Все, что вам нужно, это бумага, карандаш и научный калькулятор.

Это может вызвать травмирующие воспоминания о школьном уроке математики, но истинное блаженство от осознания того, что вы правильно рассчитали размеры стропил, того стоит.

На этой странице

• Как рассчитать длину стропил?

• Подставьте свои измерения в формулу длины стропил

• Как определить, сколько стропил мне нужно?

• Как самому обрезать стропила

Как рассчитать длину стропил?

Получите ваши измерения

Чтобы определить длину стропил крыши, вам необходимо знать следующие четыре измерения:

1. Пролет крыши – также называется шириной здания или пролетом стены.

2. Толщина коньковой доски – Толщина доски в месте соединения верхних концов противоположных стропил. Коньковые доски обычно изготавливаются из двух досок, поэтому типичны 1,5 дюйма.

3. Уклон крыши – Подъем и уклон крыши, выраженный коэффициентом, указывающим на крутизну крыши.

4. Свес стропила – горизонтальное расстояние, на которое стропила выступает за наружную стену.

Сравните предложения местных монтажников крыш

Вставьте свои измерения в формулу длины стропил

Формула, которую мы используем для расчета общей длины стропил, включая карниз:

где вы отмечаете разрез рта птицы, используйте формулу длины линии:

Расчет угла крыши

Имейте в виду, что в этих формулах используется «угол» крыши, выраженный в градусах, а не уклон крыши.

Вы можете рассчитать угол наклона крыши, подставив арктангенс (скат крыши) в научный калькулятор.

Например, наклон крыши 6/12 соответствует углу крыши 26,57º. Мы узнаем это, введя арктангенс (6/12) в научный калькулятор.

Чтобы пропустить этот шаг пробития цифр, обратитесь к этой таблице углов крыши, округленных до сотых десятичных знаков, для обычных скатов крыш.

Например,

Допустим, вы строите крышу со следующими размерами:

Во-первых, давайте приведем все измерения к одной единице измерения. В этом примере мы используем дюймы.

Кроме того, нам нужно рассчитать угол крыши, подставив арктангенс (6/12) в калькулятор.

После этих пересчетов имеем следующее:

• Пролет крыши: 240 дюймов

• Толщина конька: 12 дюймов

• Уклон крыши: 26,57º

• Передний выступ: 1,5 дюйма

Теперь мы можем отправить эти числа через калькулятор, следуя формуле расчета длины стропил:

Чтобы увидеть размер стропил в футах, нам нужно разделить цифру в дюймах на 12.

Наши стропила должны иметь длину 12 футов 2,75 дюйма в длину.

Чтобы было достаточно места для распилов, покупайте пиломатериалы по крайней мере на один фут длиннее, чем общая длина стропил.

Использование теоремы Пифагора

Кроме того, вы можете использовать теорему Пифагора для определения длины стропил.

Этот подход включает в себя больше шагов, так как сначала необходимо рассчитать подъем крыши — расстояние от центра пролета до вершины конька.

Чтобы определить высоту крыши, составьте пропорцию между уклоном крыши и стропильным прогоном (пролет крыши + толщина коньковой доски ÷ 2) и найдите недостающую переменную.

Затем вы можете подставить числа в формулу теоремы Пифагора, чтобы найти гипотенузу, то есть длину стропила.

Как определить, сколько стропил мне нужно?

Следующие три измерения определяют необходимое количество стропил:

1. Длина крыши – расстояние от одного конца фронтона до другого.

2. Расстояние между стропилами – сколько места разделяет каждый ряд стропил в центре. Типичное расстояние между стропилами колеблется от 12 до 24 дюймов по центру.

3. Свес фронтона – расстояние, на которое торцевые стропила выступают за фронтонную стену.

Чтобы рассчитать необходимое количество стропил, подставьте эти размеры в эту формулу.

Убедитесь, что все размеры указаны в одних и тех же единицах измерения, как и во всех дюймах или футах.

Как самостоятельно обрезать стропила?

С помощью угольника для каркаса, карандаша и рулетки отметьте контуры отвесного, хвостового, пяточного, седельного и лобового пропилов на первом стропиле в соответствии с измерениями длины стропила.

Выполнив распилы, вы можете увеличить обороты циркулярной пилы и приступить к работе со своими столярными навыками.

Прочтите эту статью о каркасе крыши, чтобы получить пошаговые инструкции своими руками о том, как наметить и обрезать стропила.

Найдите лучших монтажников крыш рядом с вами

Как рассчитать длину стропил крыши

В этой статье мы обсудим, как рассчитать длину стропил крыши. Но прежде чем мы приступим к расчету, нам нужно знать некоторые технические термины, связанные с скатной крышей.

Стропила крыши:

Стропила — это расстояние между коньком или вальмой кровли до стеновой плиты внешней стены.

Пролет крыши:

Пролет — это расстояние в свету между опорами арки, балки или фермы крыши.

Высота крыши:

Расстояние по вертикали между стеной и вершиной конька.

Уклон крыши:

Уклон крыши — это ее вертикальный подъем над горизонтальным пролетом. Угол или уклон крыши рассчитывается по количеству дюймов, на которые она поднимается по вертикали, на каждые 12 дюймов, на которые она простирается по горизонтали. Например, крыша, которая поднимается на 6 дюймов на каждые 12 дюймов горизонтального прогона, имеет уклон 6/12.

Стандартного универсального уклона крыши не существует. Это зависит от культуры, климата, стиля и доступных материалов. Наиболее распространенный уклон крыши рассчитан на шаг от 4/12 до 9/12.

• Шаг = подъем/переход

Прогон крыши:

В каркасе крыши прогон – это расстояние от внешней стороны верхней плиты стены до точки, расположенной непосредственно под центром конька. Простыми словами, разбег – это половина длины пролета.

• Работа = Диапазон/2

Пример 1:

Дано,

• Пролет = 30 футов

• Шаг = 5/12

Пробег = Пролет/2 = 30/2 = 15 футов.

Длина стропила =??

Согласно теореме Пифагора, a ² + b ² = c ²

Прогон 9030 3 ² + Подъем ² = Стропила ²

Стропила = √ (Прогон ² + подъем ² )

• Шаг = 5/12

• Подъем/бег = 5/12

∴ Высота = длина х 5/12 = 15 х 5/12 = 6,25 фута.