Расчет стропильной системы: как рассчитать площадь, длину стропил и расстояние между ними

Онлайн калькулятор для расчета двускатной крыши поможет определить количество материала для стропильной системы, обрешетки, утеплителя. В качестве главного параметра берется жесткий или мягкий тип кровли.

Разновидности стропильных систем

Существуют наслонные и висячие стропильные системы. По статистике чаще всего применяются конструкции наслонного типа. При обустройстве такой системы стропила упираются в мауэрлат. Функцию центральной части выполняет простой коньковый прогон. Для увеличения прочности системы монтируются поддерживающие балки.

Разновидности стропильных системРазновидности стропильных системУстройство стропильной системы двухскатной крышиУстройство стропильной системы двухскатной крыши

В случае же с висячими стропилами конструкция системы комплектуется дополнительными стойками, способствующими оптимальному распределению нагрузки по всей площади кровельной конструкции.

Виды стропилВиды стропил

Изготовление и монтаж стропил обеих разновидностей осуществляется в аналогичной последовательности, но с учетом перечисленных выше особенностей и различий.

Видео — Стропильная система

Виды крыш

В настоящее время для жилых домов и хозяйственных построек используется около десяти различных видов крыш. Некоторые из них более привычны для нас, другие встречаются очень редко. Основными вариантами конструкций являются.

Скатные крыши, изготавливаемые с использованием прямых стропильных систем:

  • односкатные;
  • двухскатные;
  • четырехскатные – вальмовые и полувальмовые (с коньком) и шатровые (без конька);
  • многощипцовые:
  • конические.

Скатные крыши с криволинейными стропилами:

  • полукруглые;
  • полусферические.

Практически все виды крыш имеют в своей основе специальные детали, обеспечивающие кровле необходимую прочность и придающие ей желаемую форму. Речь идет о стропилах.

Как рассчитать стропильную систему

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

  • односкатные;
  • двускатные;
  • мансардные.

Стропильная системаСрок службы крыши во многом зависит от правильного расчёта

Видео: расчёт стропильной системы

Что такое стропильная система крыши

Стропила помогают крыше противостоять снеговым и ветровым нагрузкам, а также ударам дождя. Особенности проектирования и строительства системы зависят от конкретного региона страны.

Какие задачи решает

Правильно оформленная и возведенная система стропил с легкостью выполняет следующие задачи:

  • поддерживает корректную вентиляцию чердака;
  • предотвращает негативное влияние температурных перепадов на верхнее перекрытие, защищает его от влаги и солнца;
  • поддерживает кровлю, не дает ей проседать;
  • надежно защищает от снега и ветра, не повреждается под их воздействием;
  • улучшает распределение нагрузки на стены и фундамент.

Так как все эти функции выполняются часто в одно и то же время, к расчету системы нужно подходить со всей ответственностью и внимательностью.

Конструкционные элементы

Стропила состоят из множества узлов, каждый из которых отвечает за определенные функции:

  • Прогон. Делится на коньковый, расположенный вверху, и боковые, находящиеся по бокам. Прогоны скрепляют ноги стропил.
  • Стропильная нога. Отвечает за определение угла наклона кровли, обеспечивает внешний вид и фиксирует более мелкие детали крыши.
  • Мауэрлат. На него устанавливается вся система. Фиксирует ноги и отвечает за распределение нагрузки на стены.
  • Стойки и подкосы. Применяются для повышения устойчивости, соединяются с лежнем, который проходит вдоль конька.
  • Затяжка. Обеспечивает устойчивость стропильных ног внизу системы.
  • Обрешетка. Устанавливается перпендикулярно ногам и изготавливается из брусков или досок. В металлической конструкции применяется профиль. Передает нагрузку от кровельного материала на ноги.
  • Конек. Место соединения скатов со сплошной обрешеткой для усиления крыши.
  • Кобылки. Создают свес, если стропильные ноги слишком коротки.
  • Свес. Элемент для защиты стены от осадков.

Иногда выделяют такой элемент кровли, как ригель. Это горизонтальные планки, лежащие перпендикулярно прогонам.

Конструкция кровли может быть простой и легкой, но детали ее всегда будут содержать представленный список. Аналогично и с более сложными, многоскатными крышами.

Крыша и кровля

Прежде чем начать устройство крыши частного дома, нужно разграничить два понятия. Непрофессионалы часто путают, но строители четко разделяют определения крыша и кровля. Крыша — это вся конструкция, которая отделяет здание от улицы сверху. Конструкция крыши частного дома включает в себя стропила, все другие несущие элементы, теплоизоляционный материал, кровельное покрытие.

Деревянная стропильная системаСтропила – несущие конструкции крыши

Кровля — это верхняя часть крыши. Она же является кровельным покрытием. Устройство кровли требует внимательного подбора материала. Ведь именно от него будет зависеть надежность гидроизоляции и комфортность проживания.

Какими размерами должны обладать стропила?

После того, как будет выбрана оптимальная доска для стропил, можно приступать к формированию специального чертежа и схемы будущей стропильной системы. Для этого определяется сечение, длина, ширина и иные параметра стропил, которые после изготовления будут соединяться друг с другом в правильной последовательности.

Размер стропил может значительно отличаться, так как на этот параметр оказывает влияние много факторов. К ним относятся габариты дома и крыши, выбранная конструкция стропильной системы, возможные нагрузки от ветра и другие аналогичные воздействия. Оптимальным будет использование рекомендаций:

  • минимальный размер равен 50х150 мм;
  • если создаются значительные пролеты, то выбирается размер 150х150 или же 250х100;
  • нередко используются более значительные по размерам стропила, если планируется возведение существенного по габаритам торгового павильона или иного крупного строения.

Важно! Чтобы точно знать оптимальные размеры стропил для крыши, требуется правильно рассчитывать данный показатель.план расположения и размеров стропил

Для расчета важно определить, какая нагрузка будет воздействовать максимально на крышу, что позволяет выбрать сечение и иные параметры стропил. Дополнительно имеется возможность воспользоваться специальными нормативными значениями, но они не учитывают определенные климатические условия различных регионов, поэтому специалисты предпочитают проводить правильные расчеты, материалы по теме: как рассчитать длину стропил, расчет стропильной системы.

Материалы изготовления

Для производства стропил в частном строительстве чаще всего применяют деревянные конструкции. Но металл, особенно облегченный стальной профиль, также может использоваться.

Деревянные

Деревянная стропильная конструкция крыши – наиболее распространенная за счет удобства монтажа и некоторых других преимуществ. При ее возведении можно обойтись своими силами без привлечения строительной техники. Дерево идеально подходит для создания стропил с небольшими пролетами.

Хвойные стропила в длину должны быть до 6,5 м, а лиственные – до 4,5 м. При строительстве крыши дома рекомендуется использовать древесину одного типа.

К дереву предъявляют следующие требования:

  • перед началом работы оно не должно быть влажным;
  • древесные породы, выбранные для ног стропил, должны быть жесткими;
  • нельзя использовать дерево с большим количеством сучков или некачественный сорт, бракованный.

Сосновый пиломатериал стоит дешевле всего, однако его качество уступает лиственнице, дубу, ели, буку и осине. Эти породы считаются очень прочными и долговечными.

Небольшой вес

При качественной обработке — долговечность

Низкая цена

Простой монтаж

Экологичность

Чувствительность к влаге и грибкам

Не подходит для тяжелого кровельного материала

Пожароопасность

Стальные

При выборе металлических стропил важно помнить об особенностях метала. Его нужно утеплять и обшивать, а при комбинации с деревом – обязательно обрабатывать последнее и изолировать от влаги специальными материалами.

Главная особенность металла – возможность использования стропил более 30 м в длину. При этом крыши могут быть практически любой формы с наклоном от 1-2 градусов. Сама сталь для стропил выпускается в виде профилей и трубок круглого или прямоугольного сечения.

Пожаробезопасность

Срок службы более 100 лет

Неподверженность насекомым, грибкам, грызунам

Высокая стоимость

Нагрузка на стены и фундамент

Делать металлические стропила из профиля можно, если длина ската больше 10 м, а нагрузка превышает 450 кг.

Металлические стропила в частном строительстве используются крайне редко. Чаще всего проектированием таких сооружений занимаются профессионалы.

Из чего делать стропила?

Из чего делать стропилаИз чего делать стропилаУзел крепления к балкеУзел крепления к балке

Чаще всего стропила изготавливаются из хвойной древесины. Это сравнительно недорогой, достаточно прочный и простой в обработке материал

В случае самостоятельного изготовления стропил лучше всего использовать брус сечением 10х10 либо 15х15 см.

Также при выборе древесины нужно обращать внимание на ее влажность. Максимально допустимый показатель – 20%. При более высоких значениях материал даст усадку, что приведет к нарушению конфигурации всей кровельной системы.

Цены на различные виды бруса

Брус

Видео — Ошибки строительства крыши

Подготовка деталей стропильной системы к установке

Прежде чем приступить к монтажу стропильной системы крыши своими руками рекомендуем тщательным образом обработать поверхность всех используемых в работе деталей из древесины.

Предварительно осмотрите приобретенный пиломатериал, отберите наиболее качественный. Доски с выпадающими сучками можно использовать кусками, например при удлинении или для изготовления стоек (бабок), подкосов, ригелей и других деталей кровли. После подбора достаточного количества пиломатериала его обрабатывают специальными защитными составами, предотвращающими гниение  и горение.

Наносить антипирены и антисептики своими руками можно следующими способами:

  • погружением;
  • кистью или малярным валиком;
  • распылением.

Каждый способ хорош для тех или иных целей. После высыхания одного слоя пропитки рекомендуется выполнить повторную обработку. Желательно не смешивать составы различного назначения в одной емкости.

Предварительные расчеты

Стропильная система крышиСтропильная система крыши

Рассчитываем оптимальную длину стропил. Стандартная длина изделий фабричного изготовления составляет 450 или 600 см. При необходимости длину стропил можно изменять.

Для определения оптимального сечения бруса нужно знать следующее:

  • длину стропил;
  • шаг монтажа элементов;
  • расчетные показатели будущих нагрузок.

Необходимая информация приведена в следующей таблице.

Таблица 1. Выбор шага установки стропил в зависимости от их длины и сечения

Длина стропил, м Расстояние между стропилами, см Размер сечения бруса стропил, см
До 3 120 8х10
До 3 180 9х10
До 4 100 8х16
До 4 140 8х18
До 4 180 9х18
До 6 100 8х20
До 6 140 10х20

Остальные элементы кровельной системы должны иметь такие сечения:

  • мауэрлат – 10х10 либо 15х15 см. Также допускается монтаж мауэрлата из бруса сечением 10х15 см;
  • диагональные стропильные ноги и ендовы – 10х20 см;
  • затяжки – 5х15 см;
  • прогоны – 10х10, 10х20 см;
  • подкосы – 10х10 или 15х15 см;
  • подшивочные доски – 2,5х10 см;
  • ригели – 10х15 или 10х20 см.

    Расчет нагрузки на стропилаРасчет нагрузки на стропила

Зная длину и сечение стропил, а также шаг их монтажа, вы с легкостью рассчитаете нужное количество элементов, ориентируясь на длину стены строения.

Расчет стропильной системыРасчет стропильной системы

Дополнительно должен быть выполнен расчет стропил на прогиб. То есть нужно узнать, насколько стропила смогут прогнуться, пока не сломаются. К примеру, при конструировании мансардной кровельной конструкции расчет фермы надо сделать так, чтобы прогиб составлял не более 1/250 от протяженности участка, который подвергается давлению.

Расчет стропильной системыРасчет стропильной системы

Исходя из вышесказанного, если длина стропил равна 500 см, максимально допустимое значение прогиба составит 0,2 см. Показатель кажется несущественным, но в случае его превышения прогиб кровли будет зрительно заметен, да и на надежности конструкции это отразится не лучшим образом.

Стропила односкатной крышиСтропила односкатной крышиПо возможности, проектируя дом, желательно сделать так, чтобы длина стропил не превышала 6 метровПо возможности, проектируя дом, желательно сделать так, чтобы длина стропил не превышала 6 метровДля определения длины стропила воспользуйтесь теоремой ПифагораДля определения длины стропила воспользуйтесь теоремой ПифагораРасчет сечения стропил зависит от материала кровлиРасчет сечения стропил зависит от материала кровли

Видео — Расчет стропил своими руками

Критерии выбора

Выбор зависит от размера постройки и наличия внутренних стен, а также наличия мансарды

Висячая конструкция обойдется дороже, так как при ее строительстве нужен толстый брус с затяжками аналогичного сечения. Однако использовать такую систему придется в любом случае при строительстве небольших домов. Наслонные стропила стоят дешевле за счет использования досок и брусьев меньшего сечения. Но применяют их преимущественно для больших домов.

В отношении материалов для частного строительства выбор почти всегда сводится к дереву из-за его преимуществ и особенностей монтажа.

При выборе также можно учесть следующие рекомендации:

  • заранее нужно определить, будет ли использоваться чердак, если да, то используют ломаную или двускатную крышу;
  • если в доме нет перегородок несущего типа, можно использовать только висячую систему;
  • нужно заранее определиться с кровельным материалом;
  • учесть и рассчитать ветровую и снеговую нагрузку.

Важно подсчитать примерный расход материалов и их стоимость, чтобы не остановить строительство в разгар сезона ввиду недостатка средств.

Коротко о главном

Стропильная нога – это важнейшая часть стропильной системы крыши дома, которая должна выдерживать несколько видов нагрузок.

Кроме стропильных ног рассчитывать на способность выдерживать нагрузки следует и другие части системы – мауэрлаты, лежни, стойки, опоры.

Для разных регионов страны снеговые и ветровые нагрузки на стропильную систему будут отличаться.

Чтобы правильно подобрать доски-стропила по ширине, длине и толщине, следует руководствоваться расчётами, произведёнными на основе специальных действующих стандартов.

Прочитать позже

Отправим материал на почту

Превращаем деревянный брус в стропила

Изготавливаем шаблон, с помощью которого будет выполняться дальнейшая работа. Стропила имеют однотипную конструкцию, так что шаблон позволит вам сэкономить силы и время.

Для разметки и подрезания стропил используйте шаблонДля разметки и подрезания стропил используйте шаблонДля разметки и подрезания стропил используйте шаблонДля разметки и подрезания стропил используйте шаблон

Соединяем две доски по одному краю гвоздем. В результате вы должны получить конструкцию, напоминающую ножницы.

Изготовление шаблонаИзготовление шаблонаСхема шаблонаСхема шаблона

Ставим свободные края «ножниц» на опоры в точках будущего размещения стропил. Это позволит определить уклон кровельного ската.

Берем дополнительную пару гвоздей и фиксируем угол, установленный между досками. На этом шаблон готов. Дополнительно зафиксируйте его поперечной перекладиной. Чтобы установленный угол уклона кровельного ската не менялся под воздействием нагрузок, перекладину крепите саморезами.

Будьте предельно внимательны при создании шаблона. Даже из-за малейших отклонений вся конструкция может испортиться.

Далее делаем новый шаблон для подготовки монтажных зарезов на элементах системы. Используйте фанеру толщиной 0,5 см. Для укрепления применяйте 2,5-сантиметровую доску. Размеры зарезов подбирайте с учетом сечения используемых стропил.

С помощью готовых шаблонов делаем зарезы и начинаем собирать ферму.

Разметка противоположного конца стропилРазметка противоположного конца стропилРазметка противоположного конца стропилРазметка противоположного конца стропилПолноразмерный шаблон стропилПолноразмерный шаблон стропил

Видео — Стропильная система двускатной крыши



Порядок сборки фермы

Для удобства можно соорудить лесаДля удобства можно соорудить леса

Конструкция включает в себя опорные ноги и соединяющие компоненты. Ферма напоминает треугольник. Выполните работу в указанной последовательности, и готовая конструкция сможет достойно переносить все поступающие нагрузки.

Установка коньковой балки и первых стропилУстановка коньковой балки и первых стропил

Воспользуйтесь калькулятором расчёта высоты конька стропильной системы.

Ферму можно делать на земле с дальнейшим подъемом наверх либо же прямиком на крыше. Первый вариант более прост и удобен в выполнении.

Еще одно стропило на местеЕще одно стропило на местеВид установленных стропилВид установленных стропил

Стропильную ферму собираем в следующем порядке. Сначала обрезаем заготовленный материал до нужного размера, стыкуем бруски верхними краями и скрепляем с помощью шурупов. Для предотвращения появления трещин в местах скрепления предварительно просверливаем в брусках отверстия диаметром немного меньше размера крепежных элементов.

Установка стропилУстановка стропилКоньковые балкиКоньковые балки

Также для соединения стропильных ног используем ригель. Фиксацию выполняем на полметра ниже верхней точки скрепления элементов. Ригели будут способствовать повышению жесткости конструкции и исключат риск прогиба. Крепление ригеля выполняем в выемках, предварительно обустроенных в стропилах посредством вырубки.

При необходимости стропила срезаются под углом, если этого требуют особенности обустраиваемой кровельной конструкции.

Правила монтажа

Для монтажа стропильной системы используют металлические гвозди, скобы, а также болты и шпильки. Эти материалы должны быть устойчивыми к действию атмосферных факторов и прочными. В некоторых местах возможно применение саморезов.

Крепление стропил к мауэрлату

Наиболее сложное и массивное место соединения стропильной системы с крышей – крепление к мауэрлату. Выполняют его в определенной последовательности:

  1. Делают запилы на ногах по нанесенной разметке.
  2. Устанавливают ногу в предназначенное для нее место.
  3. Ставят металлические уголки с обеих сторон ноги.
  4. По бокам фиксируют гвоздями или болтами.
  5. Сверлят насквозь для шпильки 12 мм диаметром и устанавливают гайку.
  6. Крепят к шпильке уголки малого размера и соединяют с мауэрлатом.

Точное количество и расположение мест креплений рассчитывается заранее в проекте.

Соединение в области конька

Ноги стропил крепятся встык или прямо к коньку. В первом случае нужно дополнительно подпилить стропила и соединить их друг с другом с разных сторон наклонов. Делать это проще всего по заранее подготовленному шаблону. Для крепления используют любой удобный материал, но его длина должна быть не менее 10-15 см.

Если стропила соединяются внахлест, их торцы не срезают, а прикладывают друг к другу с небольшим отступом. Крепят с помощью строительной шпильки. Еще один распространенный вариант монтажа – прямо на конек. Но он самый сложный и требует точного расчета, так как стропила не должны касаться друг друга.

Видео описание

Для наглядного представления о монтаже стропильной системы, рекомендуется посмотреть видео:

🟢Монтаж стропил🟢Монтаж стропил

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...
Лазерные станки