Как рассчитать стропильную систему двухскатной крыши

Прежде чем приступить к рассказу о том, как сделать расчет стропильной системы двухскатной крыши, стоит разобраться с самой конструкцией. Такой тип используется давно и до сих пор является лидером по популярности. Двухскатной крыше присущие как преимущества, которых несомненно больше, так и свои недостатки.

Преимущества

Своим широким распространением подобный тип кровли обязан своим плюсам. К таковым специалисты относят следующее:

Обустройство чердачного помещения двускатного крова

• в первую очередь – это большое чердачное пространство. Здесь можно разместить любое вентиляционное или другое оборудование. А если дополнительно утеплить кровлю, то из чердака можно сделать дополнительную жилую площадь. Плюс ко всему, владелец дома может сделать ломаный вариант двухскатной крыши. В этом случае свободного пространства на чердаке станет еще больше;
• у подобной конструкции две наклонной плоскости. Если правильно подобрать угол, то на кровле не будет скапливаться снег, а во время дождя вода будет быстро уходить. Это значительно облегчает уход за кровлей и уменьшает риск возникновения течи;
• двухскатная крыша легко возводится. Конечно, тут нужны определенные навыки. Но если сравнивать ее с четырехскатным вариантом, проблем с монтажом гораздо меньше;
• еще один плюс – это удобство ремонта. Так как мало изгибов и переломов, заменить поврежденный лист шифера или профлиста не составит большого труда.

Кроме того, стоимость двухскатной крыши будет дешевле, чем у вальмовой или четырехскатной. Это происходит за счет того, что при монтаже остается мало «обрезков» кровельного материала. Также меньше затрат требует и сама стропильная система.

Недостатки

Ни смотря на все плюсы, и у двухскатной крыши есть свои недостатки. В первую очередь стоит упомянуть «несовременный» внешний вид. Обычная двухскатная кровля придает дому «деревенское» обличие.

Водосточная система двускатной крыши

Кроме этого среди недостатков специалисты отмечают следующее:

• такая конструкция подвергается большим ветровым нагрузкам. У крова два ската и два фронтона, все это становится препятствием для воздушных потоков. В этом плане двускатный вариант смотрится хуже, чем вальмовый;
• также к минусам можно причислить то, что нет возможности сделать водосточную систему по кругу. В связи с этим, с торцов дома необходимо делать большие свесы, чтобы струи воды не размывали стены и фундамент.

Также стоит помнить одну особенность, чем больше площадь дома, тем больше материалов вам понадобится для крыши. При этом расходы будут расти непропорционально быстрее, чем полезное пространство нового строения. Но, не смотря на все немногочисленные минусы, двухскатная крыша все равно остается самой востребованной.

Что собой представляет двухскатная крыша

Прежде чем рассчитать параметры любой конструкции, следует узнать как можно больше о ней самой. Двухскатная крыша – это наиболее распространенный вариант кровли. Он отличается сравнительной простотой стропильной системы, надежностью и относительно небольшими финансовыми затратами.

Вся конструкция состоит из следующих элементов:

Еще один момент, который стоит уточнить, перед тем как делать расчеты – это, какой тип стропильной системы будет на вашей двухскатной крыше. Различают две основные разновидности – висячая и наслонная. Первый вариант используется в небольших домах. В этом случае длина стропильной ноги не должна превышать шести метров. Для более широких домов используется наслонная система.

Расчет параметров: основные этапы ↑

Правильный расчет стропильной системы двухскатной крыши очень важен для обеспечения надежности и долговечности дома в целом.

Любая непосильная нагрузка или неравномерное распределение веса кровли могут стать причиной разрушения здания.

Каждый проект дома предусматривает индивидуальный план организации всей крыши на основе строительных норм и особенностей конкретного дома.

Расчет стропил для наслонного вида более простой и экономный, а висячей – более прочный, поэтому в проектах часто комбинируется устройство обоих вариантов.

В первую очередь определяют уклон скатов, поскольку, скажем, в случае минимальных углов, 10–15° действуют некоторые ограничения на выбор кровельного материала. Стропильная система практически проектируется на уже выбранное покрытие.

Хотя с увеличением уклона материальные затраты растут, при этом также улучшаются эксплуатационные характеристики – «крутая» крыша может сама очищаться от дождевой воды или снега. На строение с уклоном больше 45°, вообще, можно настилать любой кровельный материал.

Еще одним ограничителем наклона являются природные явления. Особой точности требует связанный с ними учет параметров крыши, например, снеговые и ветровые действия.

Далее приступают к определению общего веса пирога для кровли, который включает обрешетку, утепление, а также кровельное покрытие.

Заключительным этапом является расчет пиломатериалов и подготовка инструкции по креплению кровли.

Для определения количества кровельного материала нужно предварительно определить площадь двухскатной крыши. В принципе для тех, кто знаком с азами геометрии, как посчитать площадь, сложности не представляет.

Постоянные и временные нагрузки: их расчет и рекомендации ↑

При расчете нагрузок любой природы, конструктивных и атмосферных, используют сложные математические формулы с учетом корректирующих коэффициентов.

После определения давления от кровельного покрытия, обрешетки, утепления и стропильной системы, их суммируют и полученную величину делят на полную площадь скатов и получают величину, приходящуюся на 1 кв. м. Для двухскатных строений результат умножают на поправочный коэффициент К=1,1. В среднем это значение для жилого дома составляет порядка 40–50 кг/ кв. м.

В зависимости от климатических особенностей региона снеговая нагрузка может быть равной 80–150 кг/кв. м. Для её подсчета используют следующие поправочные коэффициенты:

• до 25° уклона крыши – К=1,
• 25–60° – К=0,7 (понижающий).

Например, если на почве снеговое давление составляет 70 кг/кв. м, то на верху дома это значение уже будет 70 х 0,7=49 кг/кв. м.

В местах, где наблюдается постоянное повышенное скапливание снега согласно данным подсчета необходимо установить спаренные стропила и сплошную обрешетку.

Ветровое воздействие рассчитывают при помощи коэффициентов изменения аэродинамического влияния и ветрового давления, с учетом того, что давление порывов ветра на кровлю меняется в зависимости от расположения скатов к ветру.

Рассчитывая общую нагрузку на кровлю, ветровую и снеговую суммируют и умножают на коэффициент, который зависит от шага стропил .

Конструкция

Устройство стропильной системы двухскатной крыши любого из перечисленных видов представляет собой совокупность вспомогательных и опорных элементов. Они распределяют равномерно вес кровельного пирога, а также компенсируют распирающие и изгибающие нагрузки, возникающие между ними.

Сечение, длина и шаг стропил определяются с помощью инженерного расчета, учитывающего вес кровельного пирога, климатические условия в регионе строительства, а также уклон конструкции. В состав стропильного каркаса двухскатной кровли обычно входят следующие элементы:

1. Мауэрлат. Мауэрлатный брус установить на наружные стены дома, на которые опираются кровельные скаты. Он служит для смягчения давления на опоры и равномерного распределения нагрузки от веса кровельного пирога. Он изготавливается из прочного бруса с сечением 150х150 мм или 200х200 мм и крепится к верхнему поясу стен с помощью анкерных болтов или длинных металлических шпилек.
2. Лежень. Это аналог мауэрлата, только он устанавливается на внутренние несущие стены, а на него нужно выставлять вертикальные стойкий для монтажа конькового прогона.
3. Стропильные ноги. Этим термином обозначают элементы каркаса, которые изготавливаются из досок с сечением 150-40 мм и устанавливаются под углом к основанию крыши, формируя угол наклона ската. Какое делать расстояние между стропилами, их длину и толщину определяют с помощью расчета, учитывающие совокупные нагрузки, которым они подвергаются в процессе эксплуатации.
4. Затяжка. Затяжкой называют балки, которые располагают горизонтально и связывают между собой ноги одной стропильной пары, чтобы снизить распирающую нагрузку на наружные стены конструкции. Ригель – это затяжка, установленная под самым коньком конструкции.
5. Стойки. Стойкой называется вертикальный брус, выставленный на лежень для поддержки конькового прогона. Определить какое расстояние должно быть межу стойками просто, ведь оно повторяет шаг стропил.
6. Подкосы. Диагонально расположенные подпорки, поддерживающие стропильные ноги посредине или в нижней части, предотвращая их прогиб, называют подкосами.

Учтите, что определить, как правильно расположить элементы стропильной системы может только расчет временных и постоянных нагрузок, которым они будут подвергаться в процессе эксплуатации. Вычисление совокупного веса кровельного пирога помогает определить верное расстояние между стропилами, вычислить их длину и необходимую толщину.

Современные программы для расчета двускатной крыши

Естественно, собственноручно начертить всю стропильную систему, как в официальной проектной документации, довольно сложно, если только у вас не образование архитектора. Но вполне достаточно обладать теми теоритическими знаниями, которые вам дает эта статья и хотя бы сделать наброску, чтобы можно было уже закупать строительный материал. И можно пойти еще одним путем – использовать современные 3D программы. С такими, как «Автокад» и «3D Max» разобраться будет сложно, но вот в «Аркон» все необходимые расчеты и эскизы сделать легко.

Также, если у вас все еще остались вопросы, на нашем сайте вы всегда найдете специальные онлайн-калькуляторы, которые быстро выполнят все необходимые расчеты.

Результаты расчетов

Угол наклона крыши: 0 градусов.

Угол наклона подходит для данного материала.

Угол наклона для данного материала желательно увеличить!

Угол наклона для данного материала желательно уменьшить!

Площадь поверхности крыши: 0 м 2 .

Примерный вес кровельного материала: 0 кг.

Количество рулонов изоляционного материала с нахлестом 10% (1×15 м): 0 рулонов.

Нагрузка на стропильную систему: 0 кг/м 2 .

Длина стропил: 0 см.

Количество стропил: 0 шт.

Количество рядов обрешетки (для всей крыши): 0 рядов.

Равномерное расстояние между досками обрешетки: 0 см.

Количество досок обрешетки стандартной длиной 6 метров: 0 шт.

Объем досок обрешетки: 0 м 3 .

Примерный вес досок обрешетки: 0 кг.

Определение угла наклона

Можно для такого расчета исходить из материала кровли, который будет использоваться в дальнейшем, ведь у каждого из материалов имеются свои требования:

• Дляшифераразмер угла ската должен быть более 22 градусов. Если угол будет меньше, то это сулит попаданием воды в зазоры;
• Дляметаллочерепицытакой параметр должен превышать 14 градусов, в ином случае листы материала могут быть сорваны веером;
• Дляпрофнастилаугол может быть не меньше, чем 12 градусов;
• Для битумной черепицы такой показатель должен равняться не более чем 15 градусов. Если угол будет превышать такой показатель, то есть вероятность сползания материала с кровли во время жаркой погоды, т.к. прикрепление материала проводят на мастику;
• Для материалов рулонного типа, вариации значения угла могут быть в пределах от 3 до 25 градусов. Этот показатель зависит от числа слоев материала. Большее количество слоев позволяет сделать угол наклона ската большим.

Стоит понимать, что чем больше угол ската, тем больше площади свободного пространства под крышей, однако и материала требуется для такой конструкции больше, а, соответственно и затрат.

Более подробно про оптимальный угол наклона вы можете прочитать здесь.

Важно: минимально допустимое значение угла ската равно 5 градусов.

Формула для расчета угла ската проста и очевидна, учитывая, что изначально имеются параметры ширины дома и высоты конька. Представив в разрезе треугольник, можно подставлять данные и проводить вычисления, пользуясь таблицами Брадиса или калькулятором инженерного типа.

Нужно вычислить тангенс острого угла в треугольнике. В данном случае он будет равен 34 градусам.

Формула: tg β = Нк / (Lосн/2) = 2/3 = 0,667

Определение угла наклона крыши

Мауэрлат — основные параметры

Мауэрлат можно назвать фундаментом крыши дома. Он представляет собой брус, который служит основой для установки опорных стропил. Главной его функцией является распределение нагрузки, которая создаётся крышей дома. Мауэрлат является конструктивным элементом крыши в виде прочного бруса, сечение которого составляет приблизительно 10 на 10 или 15 на 15 см.

Систему мауэрлата прокладывает по периметру здания, под стропильную ногу. Закрепляются бруски с помощью саморезов и проволоки, которая монтируется в стену ещё на этапе кирпичной кладки. В зависимости от особенностей конструкции стен и крыши дома, мауэрлат может монтироваться либо по оси, либо ближе к краю стены. Не имеет значение, по внешнему или по внутреннему, но главное, что бы не менее 6 см от края наружной грани.

Как правило, при изготовлении мауэрлата применяется дерево. Однако, в случае, если стропильная система возводится из металлического каркаса, возможно применение двутавровых, швеллерных и прочих, схожих по происхождению, металлопрофильных мауэрлатов. Но даже металлопрофильные конструкции требую надёжного и прочного крепления к стенам здания.

Под мауэрлат укладывают слой гидроизоляционного материала, например, рубероида. Расстояние между слоями должно составлять около 40 см, считая от самой верхней части перекрытия чердака. При этом прогоны должны упираться на стойки, врубленные в лежни. Интерва между ними должен составлять от 3 до 5 метров.

Обратите внимание на то, что угол между подкосом и стропильной ногой необходимо максимально приблизить к 90°. А так же, опорные подкосы, которые устанавливаются для дополнительной жёсткости каркаса крыши при слишком блдьшой длине стропил, следует располагать упирая в лежни.

Таким образом, мауэрлат — это система звеньев, прочно связанных между собой. Крепятся они к стропилам, тем самым создавая по всему периметру кровли устойчивую и надёжную скатную конструкцию. Кроме того, мауэрлат может и подкладываться под стропила отдельными сегментами.

Обращаем ваше внимание на то, что в случае, когда используются не слишком широкие стропильные ноги, это может привести к провисанию конструкции. Довольно серьёзный риск опасности. В целях предотвращения данной угрозы советуем применять специальную решётку для укрепления конструкции. Решётка состоит из ригеля, подкосов и стойки. Для её создания используются доски, толщина которых может варьироваться от 2,5 до 15 см, в зависимости от тонкости стропильных ног. Так же, для изготовления решётки, возможно использование пластин из брёвна, диаметр которого не менее 13 см.

Заключение

Рассчитать двускатную кровлю с необходимым количеством материалов и конструкцией самостоятельно невозможно. Используя онлайн-калькуляторы можно примерно узнать все необходимые параметры. Однако точные данные смогут предоставить только специалисты. Работа с мастером позволит добиться лучшего результата, безопасной кровли, которая прослужит много лет. Лучше заранее договориться с мастером и вместе провести все расчеты, указать те параметры, которые вы хотите и озвучить свое виденье будущей кровли. Немаловажными будут советы специалиста, который предложит самый оптимальный и выгодный вариант.