Максимальная длина стропил без опоры двускатной крыши

Обновлено: 14.05.2024

Стропильная система двускатной крыши считается одной из самых простых в чисто конструктивном плане. В ее составе всего лишь несколько элементов, количество которых уменьшается или увеличивается за счет размеров самой кровли. Но при кажущейся простоте сам процесс возведения двускатной крыши требует знания некоторых нюансов, которые влияют на качество конечного результата.

Что собой представляет двускатная крыша

Из названия становится понятным, что конструкция крыши – это два ската, имеющие прямоугольную форму в плоскости. Чаще скаты имеют одинаковые размеры, но существуют так называемые асимметричные конструкции, в которых скаты по габаритам отличаются друг от друга.

При этом скаты установлены друг к другу под определенным углом, который называют наклоном. Линией соприкосновения является коньковый брус, являющийся частью стропильной системы. По-простому его называют коньком, и он является наивысшей точкой крыши.

Боковые плоскости, сформированные скатами, называются фронтонами. Они имеют треугольную форму. После сооружения крыши боковины облицовывают листовыми или панельными материалами: фанера, ОСП, даже доски и прочее.

Что собой представляет стропильная система двускатной крыши

Основой конструкций скатов являются стропильные ноги, они же стропила. Изготавливают их или из пиломатериалов (брусы, доски), или из стального профиля (уголок, швеллер). В частном домостроение применяют древесину. С ней проще работать, плюс пиломатериалы дешевле.

Устройство стропильной системы двускатной крыши – это не только стропила. Кроме них есть еще несколько обязательных элементов. На фото ниже все элементы двускатной кровли показаны. Обозначим их.

Элементы стропильной системы двускатной кровли

Мауэрлат. По сути, это балка, на которую упираются стропилы. Ее назначение – равномерно распределить нагрузки от стропильных ног на стены дома. Если мауэрлат не использовать, то стропила будут давить на стены точечно, то есть в местах установки возникнут большие напряжения, которые приведет к растрескиванию стен.
Стропила, установленные под наклоном.
Конек, он же коньковый брус или прогон. Его задача – сформировать место стыковки стропильных ног. Коньковый брус – необязательный элемент двускатной крыши. Есть конструкции, в которых его не устанавливают. Но об это чуть ниже.
Затяжки. Используются не всегда, а только на висячих стропилах или, если стропильная система устанавливается на широкий дом.
Балки перекрытия, которые формируют потолок в комнате и пол в чердаке.
Одна из балок перекрытия, которую называют лежнем. Она дополнительно выполняет функции основания для опорных стоек, которые поддерживают стропила. Используется не всегда.
Опорные стойки, они же бабки, поддерживающие стропильные ноги. Их устанавливают лишь в том случае, если длина пролета дома составляет не менее 6 м.
Подкосы, они же диагональные подпорки. Их используют лишь в том случае, если опорные стойки не могут обеспечить общую надежность стропильной системы.

Есть еще один элемент, который хорошо виден на фото ниже. Это опорные стойки для конькового прогона. Их устанавливают, если конструкция стропильной системы имеет большой вес. То есть все строение собирается под тяжелый кровельный материал, к примеру, под керамическую черепицу.

Двускатная крыша является наиболее популярной конструкцией в частном домостроении. Стропильная система двускатной крыши должна обеспечить опорную площадку для монтажа кровли. Правильно рассчитанный шаг стропил двускатной крыши позволяет обеспечить прочность и устойчивость конструкции ко всем внешним нагрузкам, создать долговечное и надежное кровельное покрытие. В этой статье рассматриваются конструкционные особенности стропильной системы, порядок расчета и монтажа. Эта информация позволит правильно понять методику создания двускатной крыши, чтобы во время строительства не задавать работникам лишних вопросов.

Расстояние между стропилами для двухскатной крыши

Среди людей, занятых строительством частного или дачного дома, постоянно ведутся дискуссии о наиболее удачной конструкции крыши и количестве опорных элементов. Чтобы разобраться в этих мнениях и принять ту или иную сторону, необходимо рассмотреть общее устройство крыши.

Существует два типа конструкции стропил:

Висячие стропила применяются на относительно небольших домах с длиной опорных элементов не более 6 м. Конструкция состоит из ряда стропильных ферм, имеющих форму равнобедренного треугольника. Фермы устанавливаются на обвязку из бруса (мауэрлат), соединяются между собой планками обрешетки. Несущая способность висячих стропил относительно невелика, но простота конструкции, экономичность и высокая скорость монтажа являются их преимуществами. Вариантов реализации висячих стропил довольно много, что объясняется распространенностью небольших построек, не нуждающихся в сложной и массивной конструкции крыши.

Конструкция наслонной стропильной системы несколько сложнее. По периметру перекрытия верхнего этажа укладывается прочный брус – мауэрлат. По продольной центральной оси устанавливаются две (или больше) вертикальные стойки, высота которых определяет угол наклона скатов. Между стойками устанавливается коньковый прогон, который проходит по всей длине крыши и служит опорной линией для стропильных ног. Каждая из них имеет две точки опоры – внизу это мауэрлат, а вверху – коньковый прогон.

Для образования дополнительной поддержки, исключающей провисание опор, используются подкосы – наклонные планки, прикрепленные к стропильным ногам под углом, близким к прямому и упирающиеся в нижней части в центральный нижний брус – лежень.

Шаг лаг для крыши – это расстояние между двумя соседними стропилами. Он определяется количеством лаг, равномерно распределенных по длине продольной оси крыши. Основными опорными конструкциями для кровли являются стропила и обрешетка, образующие наклонные поверхности с заданной геометрией и площадью. Угол наклона определяет ветровую и снеговую нагрузки, причем, с возрастанием угла увеличивается ветровая, а с уменьшением – снеговая нагрузка на кровлю.

От чего зависит шаг расположения стропил

Рассмотрим факторы, определяющие шаг между стропилами двухскатной крыши, подробнее. Необходимо сразу учесть, что количество стропил определяет несущую способность. Уменьшение их числа усложняет монтаж утеплителя, способствует провисанию планок обрешетки и кровли, установленной на них.

В то же время, слишком частое размещение стропил также создает трудности при монтаже утеплителя. Его приходится подгонять по ширине, что создает отходы, т.е. непроизводительный расход материала. Поэтому часто критерием для определения шага стропил используют размер теплоизолятора. Например, многие виды минеральной ваты имеют ширину 60 см, что вполне подходит для большинства конструкций двускатных крыш.

Кроме того, шаг стропил напрямую зависит от их количества. Это расчетная величина, которая определяется исходя из несущей способности опорных элементов. Нагрузки, воздействующие на кровельное покрытие, а также вес самого покрытия имеют достаточно большие значения, поэтому для их принятия нужна устойчивая и прочная конструкция. Необходимо учитывать, что тип стропильной системы также имеет значение, поскольку наслонные стропила значительно тяжелее висячих, они образуют заметную нагрузку на стены и фундамент дома.

Ветровая и снеговая нагрузки – это внешние факторы, влияющие на конструкцию крыши. Вес снега в зимний период способен продавить или даже сломать крышу, если ее конструкция не рассчитана должным образом. В приложениях СНиП есть специальные данные о среднегодовом количестве снега в разных регионах. В некоторых из них на каждый квадратный метр приходится до полутонны снега.

Кроме снега, серьезные нагрузки создает ветер. При этом, если снеговая нагрузка статична, то ветровые воздействия внезапны и неравномерны. Ветер может подняться в любое время года, и зимой, и летом, что заставляет относиться к нему со всей серьезностью. При выборе угла наклона следует выяснить силу и направление преобладающих ветров в регионе, узнать о возможности ураганных порывов. В приложениях СНиП имеется .

Все эти факторы определяют параметры стропильной системы и расстояние между отдельными опорами.

Зависимость шага стропил от материала кровли

Существует большое количество видов кровельного покрытия. Большинство из них заметно устарели и мало используются в современном строительстве. Наиболее популярными на сегодняшний день считаются:

Необходимо учесть, что профлист и профнастил представляют собой одну группу профилированного покрытия. Некоторые источники считают их разными наименованиями одного и того же материала, другие разделяют их по высоте волны. У профлиста высота волны больше, а профнастил несколько более плоский. Первый вид может использоваться не только как кровельное покрытие, но и в качестве материала для строительства заборов, ограждений, металлических гаражей и т.п.

Профнастил имеет меньшую волну и предназначен для укладки в качестве кровли. Оба материала имеют общую специфическую особенность – профилирование выполнено только в продольном направлении, что расширяет их возможности и позволяет делать кровлю для круглых крыш и навесов.

Шаг стропил двускатной крыши под профнастил выбирается с учетом этой особенности материала. Если величина будет слишком завышенной, появится возможность провисания кровли между стропилами. Кроме того, появится чрезмерная нагрузка на планки обрешетки, которые могут быть не готовы к ней. Важным параметром также становится площадь ската. Шаг стропил односкатной крыши под профнастил намного меньше, чем у двускатной кровли, поскольку длина опорных элементов и величина нагрузки у нее значительно возрастают и требуют повышенного количества опор.

Металлочерепица внешне напоминает полотно из натуральной керамической черепицы. По всем своим эксплуатационным качествам она очень похожа на профнастил или профлист, но в физическом отношении она имеет важную особенность – наличие не только продольных, но и поперечных волн. Это позволяет несколько увеличить шаг между стропилами двухскатной крыши под металлочерепицу, или руководствоваться при выборе размерами теплоизолятора.

При использовании шифера или ондулина шаг стропил принимают соответственно степени жесткости этих материалов. Как вариант, увеличивают плотность укладки обрешетки, или устанавливают сплошной вариант из толстой фанеры.

Методика вычисления расстояния между стропилами

Существует два варианта расчета:

Инженерный расчет с использованием соответствующих формул и методик.
Использование онлайн-калькуляторов, дающих ответ после внесения собственных исходных данных.

Первый способ годится только для профессионального проектировщика кровельных систем. Для неподготовленного человека выполнить подобные вычисления крайне сложно, поскольку нужны различные специфические данные, коэффициенты, табличные значения, которые сложно найти и надо правильно использовать. Расчеты, полученные с помощью онлайн-калькуляторов, также не рекомендуется применять для реального строительства, а использовать как вариант уточнения или проверки результатов расчета, выполненного специализированными организациями.

Видео описание

В видео можно увидеть, какой должен быть шаг стропил:

Заключение

В заключение необходимо напомнить, что все проектные и расчетные мероприятия должны быть выполнены подготовленными и специально обученными специалистами. Шаг стропил – это важная и ответственная величина, определяющая несущую способность крыши. Разрушения, вызванные неспособностью принимать существующие нагрузки, достаточно серьезны и способны поставить под вопрос возможность проживания в доме, поэтому необходимо максимально серьезно отнестись к решению этого вопроса.

В основе каждой крыши лежит большое количество балок, стропил, стоек и прогонов, которые все вместе называются стропильной системой. За многовековую историю видов и способов ее организации накопилось немало, и каждая имеет свои особенности в построении узлов и врубок. Подробнее о том, какой может быть стропильная система двухскатной крыши и как при этом должны крепиться стропила и другие элементы системы поговорим подробнее.

Конструкция стропильной системы двускатной крыши

В разрезе двухскатная крыша представляет из себя треугольник. Состоит она из двух прямоугольных наклонных плоскостей. Две эти плоскости соединяются в высшей точке в единую систему коньковым брусом (прогоном).

Схема двускатной крыши

Теперь о составляющих системы и их назначении:

Мауэрлат — брус, который связывает крышу и стены здания, служит опорой для стропильных ног и других элементов системы.
Стропильные ноги — они образуют наклонные плоскости крыши и являются опорой для обрешетки под кровельный материал.
Коньковый прогон (бус или конек) — объединяет две плоскости крыши.
Затяжка — поперечная деталь, которая соединяет противоположные стропильные ноги. Служит для увеличения жесткости конструкции и компенсации распирающих нагрузок.
Лежни — бруски, расположенные вдоль мауэрлата. Перераспределяют нагрузку от кровли.
Боковые прогоны — поддерживают стропильные ноги.
Стойки — передают нагрузку от прогонов к лежням.

В системе могут еще присутствовать кобылки. Это доски, которые удлиняют стропильные ноги для образования свеса. Дело в том, что для защиты стен и фундамента дома от осадков желательно чтобы кровля заканчивалась как можно дальше от стен. Для этого можно взять длинные стропильные ноги. Но стандартной длины пиломатериалов в 6 метров для этого часто не хватает. Заказывать нестандарт — очень дорого. Поэтому стропила просто доращивают, а доски, которыми это делают называются «кобылки».

Конструкций стропильных систем довольно много. В первую очередь их разделяют на две группы — с наслонными и висячими стропилами.

Разница в конструкции наслонных и висячих стропил

С висячими стропилами

Это системы, у которых стропильные ноги опираются только на наружные стены без промежуточных опор (несущих стен). Для двускатных крыш максимальный пролет составляет 9 метров. При установки вертикальной опоры и системы подкосов увеличить его можно до 14 метров.

Висячий тип стропильной системы двускатной крыши хорош тем, что в большинстве случаев нет необходимости ставить мауэрлат, а это делает установку стропильных ног проще: не нужно делать врубки, достаточно скосить доски. Для связи стен и стропил используется подкладка — широкая доска, которую крепят на шпильки, гвозди, болты, ригеля. При таком строении большая часть распирающих нагрузок компенсирована, воздействие на стены направлено вертикально вниз.

Виды стропильных систем с висячими стропилами для разных пролетов между несущими стенами

Стропильная система двухскатной крыши для небольших домов

Существует дешевый вариант стропильной системы, когда она представляет собой треугольник (фото ниже). Такое строение возможно, если расстояние между наружными стенами не более 6 метров. Для такой стропильной системы можно расчет по углу наклона не делать: конек должен быть поднят над затяжкой на высоту не менее 1/6 длины пролета.

Но при таком построении стропила испытывают значительные изгибающие нагрузки. Для их компенсации или берут стропила большего сечения или врубку коньковой части делают так, чтобы их частично нейтрализовать. Для придания большей жесткости в верхней части с обоих сторон прибивают деревянные или металлические накладки, которые надежно скрепляют вершину треугольника (тоже смотрите не картинке).

На фото также показано, как дорастить стропильные ноги для создания свеса кровли. Делается врубка, которая должна выходить за пределы линии, проведенной от внутренней стены вверх. Это необходимо, чтобы сместить место надреза и уменьшить вероятность надлома стропила.

Коньковый узел и крепление стропильных ног к подкладной доске при простом варианте системы

Для мансардных крыш

Вариант с установкой ригеля — используется при организации под крышей жилого помещения — мансарды. В этом случае он является основой для подшивки потолка расположенного ниже помещения. Для надежной работы системы такого типа, врубка ригеля должна быть безшарнирной (жесткой). Лучший вариант — полусковороднем (смотрите на рисунке ниже). В противном случае крыша станет неустойчивой к нагрузкам.

Стропильная система двухскатной крыши с приподнятой затяжкой и узел врубки ригеля

Обратите внимание на то, что в этой схеме присутствует мауэрлат, а стропильные ноги для повышения устойчивости конструкции должны выходить за пределы стен. Для их закрепления и стыковки с мауэрлатом делается врубка в виде треугольника. В этом случае при неравномерной нагрузке на скаты, крыша будет более стабильна.

При такой схеме почти вся нагрузка ложится на стропила, потому их необходимо брать большего сечения. Иногда приподнятую затяжку укрепляют подвеской. Это необходимо для предотвращения ее прогиба, если она служит опорой для материалов обшивки потолка. Если затяжка небольшой длины, ее можно подстраховать по центру с двух сторон досками, прибитыми на гвозди. При значительной нагрузке и длине таких страховок может быть несколько. В этом случае тоже достаточно досок и гвоздей.

Для больших домов

При значительном расстоянии между двумя наружными стенами устанавливается бабка и подкосы. Такая конструкция обладает высокой жесткостью, так как нагрузки компенсированы.

При таком длинной пролете (до 14 метров) сделать затяжку цельной сложно и дорого, потому ее делают из двух балок. Соединяется она прямым или косым прирубом (рисунок ниже).

Прямой и косой прируб для соединения затяжки

Для надежной стыковки место соединения усиливается стальной пластиной, посаженной на болты. Ее размеры должны быть больше размеров врубки — крайние болты вкручиваются в цельную древесину на расстоянии не менее 5 см от края врубки.

Для того чтобы схема работала нормально, необходимо правильно сделать подкосы. Они передают и распределяют часть нагрузки от стропильных ног на затяжку и обеспечивают жесткость конструкции. Для усиления соединений используются металлические накладки

При сборке двухскатной крыши с висячими стропилами сечение пиломатериалов всегда больше, чем в системах с наслонными стропилами: точек передачи нагрузки меньше, следовательно на каждый элемент приходится большая нагрузка.

С наслонными стропилами

В двускатных крышах с наслонными стропилами, концами они опираются на стены, а средней частью опираются на несущие стены или колонны. Некоторые схемы распирают стены, некоторые нет. В любом случае наличие мауэрлата обязательно.

Простейший вариант наслонных стропил

Безраспорные схемы и узлы врубок

Дома, сложенные из бревен или бруса плохо реагируют на распорные нагрузки. Для них они критичны: стена может развалиться. Для деревянных домов стропильная система двухскатной крыши должна быть безраспорной. О видах таких систем поговорим подробнее.

Простейшая безраспорная схема стропильной системы приведена на фото ниже. В ней стропильная нога упирается в мауэрлат. В таком варианте она работает на изгиб, не распирая стену.

Простая безраспорная система двускатной крыши с наслонными стропилами

Обратите внимание на варианты крепления стропильных ног к мауэрлату. В первом, площадку опирания обычно скашивают, ее длина при этом — не более сечения балки. Глубина врубки — не более 0,25 ее высоты.

Верх стропильных ног укладывается на коньковый брус, не скрепляя его с противоположным стропилом. Получаются по строению две односкатные крыши, которые в верхней части примыкают (но не соединяются) одна с другой.

Такую схему без наличия опыта делать не рекомендуется: при малейшей неточности выполнения появляются распорные силы и конструкция становится нестабильной.

Намного проще в сборке вариант со скрепленными в коньковой части стропильными ногами. Они практически никогда не дают распора на стены.

Вариант крепления стропил без распора на стены

Для работы этой схемы стропильные ноги внизу крепятся при помощи подвижного соединения. Для закрепления стропильной ноги к мауэрлату сверху забивается один гвоздь или снизу ставится гибкая стальная пластина. Варианты крепления стропильных ног к коньковому прогону смотрите на фото.

Если кровельный материал планируется использовать тяжелый, необходимо увеличить несущую способность. Достигается это увеличением сечения элементов стропильной системы и усилением конькового узла. Он приведен на фото ниже.

Усиление конькового узла под тяжелый кровельный материал или при значительных снеговых нагрузках

Все приведенные выше схемы двускатных крыш стабильны при наличии равномерных нагрузок. Но на практике такого практически не бывает. Предотвратить сползание крыши в сторону большей нагрузки можно двумя способами: установкой на высоте около 2 метров схватки или подкосами.

Варианты стропильных систем со схватками

Установка схваток повышает надежность конструкции. Чтобы она нормально работала, в местах ее пересечения со стоками крепить нужно к ним гвоздями. Сечение бруса для схватки используют такое же, как и для стропил.

Схемы стропильных систем двускатных крыш со схватками

К стропильным ногам крепятся ботами или гвоздями. Могут устанавливаться с одной или двух сторон. Узел крепления схватки к стропилам и коньковому прогону смотрите на рисунке ниже.

Крепление схватки к стропильным ногам и коньковому брусу

Чтобы система была жесткой и не «поползла» даже при аварийных нагрузках достаточно в таком варианте обеспечить жесткое крепление конькового бруса. При отсутствии возможности его смещения в горизонтали, крыша выдержит даже значительные нагрузки.

Системы наслонных стропил с подкосами

В этих вариантах для большей жесткости добавлены подстропильные ноги, которые еще называют подкосами. Они устанавливаются под углом 45° по отношению к горизонту. Их установка позволяет увеличить длину пролета (до 14 метров) или уменьшить сечение балок (стропил).

Подкос просто подставляется под требуемым углом к балкам и прибивается гвоздями с боков и снизу. Важное требование: подкос должен быть срезан точно и плотно прилегать к стойкам и стропильной ноге, исключая возможность ее прогиба.

Системы с подстропильными ногами. Сверху распорная система, снизу — безраспорная. Узлы правильной рубки для каждой расположены рядом. Внизу — возможные схемы крепления подкоса

Но не во всех домах средняя несущая стена расположена посередине. В этом случае есть возможность установить подкосы с углом ннаклона относительно горизонта 45-53°.

Система стропил со смещенным относительно центра вертикальным прогоном

Системы с подкосами необходимы если возможна значительная неравномерная усадка фундамента или стен. Стены садиться по-разному могут на деревянных домах, а фундаменты — на слоистых или пучнистых грунтах. Во всех этих случаях рассматривайте устройство стропильных систем такого типа.

Система для домов с двумя внутренними несущими стенами

Если в доме есть две несущие стены, устанавливают две подстропильные балки, которые расположены над каждой из стен. На промежуточные несущие стены укладываются лежни , нагрузка от подстропильных балок передается на лежни через стойки.

В данных системах коньковый прогон не ставят: он дает распорные силы. Стропила в верхней части соединяются одна с другой (подрезаются и стыкуются без зазоров), места соединения усиливаются стальными или деревянными накладками, которые прибиваются гвоздями.

В верхней безраспорной системе распирающую силу нейтрализует затяжка. Обратите внимание, что затяжка ставится под прогоном. Тогда она работает эффективно (верхняя схема на рисунке). Устойчивость может обеспечиваться стойками, или расшивками — балками, установленными наискосок. В распорной системе (на картинке она внизу) поперечине — это ригель. Он устанавливается над прогоном.

Есть вариант системы со стойками, но без подстропильных балок. Тогда к каждой стропильной ноге прибивается стойка, которая вторым концом опирается на промежуточную несущую стену.

Крепление стойки и затяжки в стропильной системе без подстропильного прогона

Для крепления стоек используются гвозди дляной 150 мм и болты 12 мм. Размеры и расстояния на рисунке указаны в миллиметрах.

Каркас крыши не зря называют стропильной системой. Именно стропила — его ключевой и единственный несущий элемент, без которого построить скатную кровлю невозможно. Поэтому выбор размеров стропил и их шага — один из самых важных этапов проектирования крыши.

Содержание

Стандартные размеры стропил

Если вы строите жилой дом, то размеры стропил для крыши нужно обязательно рассчитывать, а не выбирать пиломатериалы стандартных сечений наугад. Иначе в лучшем случае вы просто переплатите. В худшем же все может закончиться необходимостью капитального ремонта крыши или даже ее обрушением снежной зимой.

Если вам нужно построить гараж, сарай, домик для гостей и другие похожие строения, то при проектировании крыши вполне можно ограничиться стандартной толщиной и шириной стропил. Но только если скаты кровли достаточно крутые. Крыши с уклоном меньше 25° желательно в любом случае рассчитывать.

Если стропила будут сделаны из досок

В подавляющем большинстве случаев стропильные ноги делают из досок. Это связано со спецификой нагрузки на стропила. В основном они работают на изгиб, а устойчивость к этому виду нагрузки намного больше зависит от толщины стропил, чем от их ширины.

У этой особенности есть два следствия. Возьмем брус и доску, которые способны выдержать одинаковую нагрузку на изгиб, и сравним их характеристики. Что мы получим? По сравнению с брусом доска будет:

Существенно легче, причем разница может быть кратной. Это сильно (на сотни килограмм даже для небольшого дома) снизит нагрузку на несущие стены и фундамент.
Дешевле. Почти всегда пиломатериалы продаются по цене за куб древесины. Размеры стропил из досок меньше, поэтому и стоят они дешевле.
3. Проще в монтаже. Из-за меньшего веса доску проще поднять на кровлю и закрепить на ней, а из-за меньшей толщины стропил в них легче делать запилы под коньковую балку и мауэрлат.

Кроме того, доски хорошего качества проще найти, поскольку с увеличением сечения растет и вероятность появления на древесине значимых дефектов.

Теперь о стандартных размерах досок для стропил крыши. Как правило, стропильные ноги делают из пиломатериалов 50×150, 50×180, 50×200, 50×220 мм.

Стропила 50×150 мм — это вариант для небольших хозяйственных построек, а доски 50×200 мм чаще всего выбирают для крыш жилых домов.

Размеры бруса для стропил крыши

Поскольку у бруса по сравнению с досками почти нет преимуществ, такие стропила делают редко — как правило, когда необходимо реконструировать крышу с заменой кровельного покрытия более тяжелым. Или если нет возможности купить качественные доски, а хороший брус доступен.

Стандартные размеры бруса для крыши — 100×100 мм и 100×150 мм. Для жилого дома подойдет второй вариант сечения. Брус больших размеров для стропил почти никогда не используется, поскольку такие стропильные ноги будут слишком тяжелыми. Настолько, что поднимать их на крышу и работать с ними, скорее всего, придется с помощью крана. Не говоря уже о сложности монтажа: запилов, крепления, подгонки.

Как рассчитать размеры стропил

Как мы уже писали, для жилого дома размер стропил для крыши крайне желательно рассчитать. Правила и формулы для этого расчета есть в двух нормативах: СП 64.13330.2017 «Деревянные конструкции» и СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия».

Сразу предупредим: расчет сложный, поэтому лучше доверить его профессиональным проектировщикам или воспользоваться специальными приложениями. Но если вас не пугает сложность, тогда вот поэтапный план такого расчета:

Сначала нужно рассчитать нагрузку на стропила. Эта сумма двух составляющих: постоянной нагрузки (масса самого кровельного пирога и установленного на крыше оборудования) и переменной (в первую очередь, это снеговая и ветровая нагрузки).
Дальше нужно задать три параметра: угол наклона скатов крыши, шаг стропил и их рабочую длину. Рабочая длина — это расстояние между точками опоры стропильных ног.
Потом необходимо перевести нагрузку на единицу площади крыши Q в нагрузку на единицу длины стропил Q_r. Для этого используем формулу: Q_r=A·Q, где А — шаг стропильных ног.
Теперь можно подобрать размеры стропил для крыши под линейную нагрузку Q_r. Для этого есть две формулы. Первая работает, если угол наклона крыши меньше 30°. Тогда минимальную высоту стропил H_min (в сантиметрах) считают так: H_min=8,6·L_max·√(Q_r/(B·R_изб)). Если уклон больше, тогда формула выглядит немного иначе: H_min=9,5·L_max·√(Q_r/(B·R_изб)). Здесь L_max — рабочая длина стропильной ноги, B — ее ширина, R_изб — сопротивление на изгиб.
Полученное значение высоты стропильной ноги округляют в большую сторону до ближайшего стандартного размера доски или бруса.

Сопротивление на изгиб для пиломатериала можно узнать у поставщика или посмотреть в таблице из норматива.

После того как вы рассчитали необходимые размеры стропил, их необходимо проверить на прогиб. Согласно все тем же нормативам стропило не должно прогибаться больше, чем на 1/200 длины прогона. Выполнение условия на прогиб проверяют по формуле:

Если после подстановки значений равенство остается верным, тогда выбранное сечение подходит. Если нет, расчет необходимо повторить, уменьшив рабочую длину стропильной ноги или увеличив ее высоту либо ширину.

Для большинства стандартных форм крыш (односкатная, двускатная, четырехскатная) рассчитывают размеры только одной стропильной ноги — самой нагруженной. Все остальные просто делают такими же.

Подведем итоги

Как правило, стропила делают из досок. Стандартные размеры пиломатериалов в этом случае — 50×150, 50×180, 50×200, 50×220 мм.

Брус пускают на стропильные ноги намного реже, поскольку прочность на изгиб намного быстрее прирастает с увеличением высоты, а не ширины. Тем не менее, такие стропила встречаются. Наиболее распространенные размеры — 100×100 мм и 100×150 мм. Но если дом жилой, стандартные размеры стропил не подходят. Сечение стропильных ног нужно рассчитывать, иначе есть риск обрушения крыши или ее сильного повреждения зимой.

Специалистам, работающим в строительной сфере хорошо известно, что одним из самых важных элементов крыши здания является система стропил.

Именно она несет основную нагрузку, а также создает контур крыши. Поэтому при установке стропил кране важно правильно рассчитать их длину. Так как только это, в конечном счете, позволит создать крепкую конструкцию, которая будет способна противостоять внешнему воздействию и природным катаклизмам.

При проведении расчетов стропильной части мастер должен внимательно оценивать такие факторы как:

насколько толстым может быть снежный покров в этом конкретном регионе;
также необходимо учитывать нагрузку, которую испытывает крыша от порывов ветра. В этом случае особенное внимание нужно уделить розе ветров, которая характерна для данной местности;
важным моментом является, и количество осадков, которое выпадает здесь в разные времена годы.

Основные элементы стропильной конструкции

Все стропильные системы, используемые при возведении зданий, представляют собой конструкции, состоящие из различных элементов, связанных друг с другом согласно изначальному плану крыши. При этом стропильная система может включать в себя такие детали как:

ноги стропильные. Это особенный элемент, который также может называться диагональным;
ноги подстропильные или по-другому нарожники;
стойки вертикальные также балки, затяжки, ригели;
различные распорки и упоры, а также множество других элементов предназначенных для усиления каркаса.

Мастеру следует крайне внимательно относиться к проведению расчетов длины разных элементов стропильной системы. Ведь ошибки в таком слу3чае могут привести к нарушению правильной геометрии крыши и кровли. Что в конечном итоге может стать причиной разрушения конструкции.

Поэтому если человек не обладает необходимым опытом и навыками ему не следует браться за решение подобной задачи. При этом современные технологии позволяют произвести расчеты с помощью компьютерных программ, а также простых вычислительных машин (калькуляторов).

Разновидности стропильных конструкций

Сегодня чаще всего при создании стропильных систем используется древесина. Этот материал хорошо известен специалистам и обладает множеством полезных качеств в том числе:

хорошими эксплуатационными характеристиками;
податливостью;
при необходимости материал позволяет легко заменить тот или иной элемент.

Кроме того довольно часто применяются и металлические стропила. Они также позволяют делать крепкие конструкции, но при этом такую систему сложнее устанавливать на коробку дома.

До начала процесса расчета длины необходимо точно знать ширину здания. Если она небольшая в таком случае конструкция может обойтись без специальных усиливающих элементов. На данный момент используется два типа стропил:

Каждый такой вариант имеет свои плюсы и минусы. При этом нужно понимать, что чем тяжелее материал кровли, тем более надежной должна быть стропильная система.

Вариант расчета

Рассчитывая длину стропил, мастеру следует прибегать к хорошо известным правилам геометрии. Ведь в основном стропила состоят из треугольников, поэтому рассчитать их размеры не составит труда человеку даже с тремя классами образования. При этом в ходе расчетов важно ответить на такие вопросы как:

Прочность, а именно какую нагрузку может выдержать конкретный элемент конструкции?
Также нужно рассчитать возможную деформацию, или как сильно прогнуться детали крыши перед тем как сломаться?

Таким образом подсчитав данные и сравнив их с таблицей можно получить необходимый результат.

А как вы рассчитывали допустимую длину стропил без подпорок? Поделитесь своим опытом в комментариях.

Читайте также: