Расчет стропильной системы двухскатной крыши: онлайн калькулятор

Расчет нагрузок на стропильную систему

Прежде, чем приступать к данному разделу расчетов, нужно рассмотреть всевозможные нагрузки на стропила. Стропильная система бывает разных видов, что так же влияет на нагрузку. Виды нагрузок:

Виды нагрузки:

1. Постоянный. Этот вид нагрузки ощутим стропилами постоянно, его оказывает конструкция кровли, материал, обрешетка, утеплительный материал, пленки и другие мелкие элементы системы. Средняя величина такого параметра равна 40-45 кг/м2.
2. Переменный. Этот вид нагрузки зависит от климата и зоны расположения строения, поскольку его составляют осадки в данном регионе.
3. Особый. Этот параметр актуален в том случае, если место расположения дома – это сейсмически активная зона. Но в большей части случаев хватает добавочной прочности.

Важно: лучше всего при расчете прочности сделать запас, для этого к полученной величине прибавляется 10%

Также стоит взять во внимание рекомендацию о том, что 1 м2 не должен брать на себя вес, больше 50 кг

Очень важно учесть и нагрузку, оказываемую ветром. Показатели этой величины можно взять из СНиПа в разделе «Нагрузки и воздействия»

Чтобы рассчитать нагрузку, производимую снегом, нужно:

• Узнать параметр веса снега. Варьирует в основном такой показатель от 80 до 320 кг/м2.;
• Умножить на коэффициент, который необходим для учета ветрового давления и аэродинамических свойств. Данная величина указана в таблице СНиП и применяется индивидуально. Источник СНиП 2.01.07-85.

ВНИМАНИЕ!

Если угол наклона ската больше 45 градусов, то расчет снеговой нагрузки не проводят, поскольку такой скат обеспечит сползание снега.

Ветровая нагрузка

Конструкция стропильной системы двухскатной крыши

Постройка крыши любой сложности своими руками предполагает знания назначения основных конструктивных элементов.

Места расположения элементов показаны на фото.

Элементы стропильной системы двухскатной крышиЭлементы стропильной системы двухскатной крыши — схема 2Элементы стропильной системы двухскатной крыши — схема 3

Мауэрлат. Предназначен для распределения нагрузки от стропильной системы на несущие стены здания. Для обустройства мауэрлата выбирается брус из прочной древесины. Предпочтительно лиственницы, сосны, дуба. Сечение бруса зависит от его вида – цельный или склеенный, а также от предполагаемого века конструкции. Наиболее популярные размеры 100х100, 150х150 мм.
Совет. Для стропильной системы из металла мауэрлат также должен быть металлическим. Например, швеллер или двутавровый профиль.

Стропильная нога. Основной элемент системы. Для изготовления стропильных ног используется прочный брус или бревно. Соединенные сверху ноги образуют ферму.

Силуэт стропильной фермы определяет внешний вид строения. Примеры ферм на фото.

Варианты фермы стропильной системы крыши

Важное значение имеют параметры стропил. О них речь пойдет чуть ниже

Затяжка — соединяет стропильные ноги и придает им жесткость.

Прогон:

Коньковый прогон, монтируется в месте примыкания одного стропила к другому. В дальнейшем на него будет установлен конек крыши.

Боковые прогоны, они обеспечивают ферме дополнительную жесткость. Их количество и размер зависят от нагрузки на систему.

Стойка для стропил — вертикально расположенный брус. Также принимается на себя часть нагрузки от веса крыши. В простой двускатной крыше обычно располагается по центру. При значительной ширине пролета – по центру и по бокам. В несимметричной двускатной крыше – место установки зависит от длины стропила. При ломанной крыше и обустройстве одной комнаты на мансардном чердаке – стойки располагаются по бокам, оставляя свободным пространство для перемещения. Если комнат предполагается две – стойки находятся по центру и по бокам.

Расположение стойки в зависимости от длины крыши показано на рисунке.

Расположение стойки в зависимости от длины крыши

Подкос. Служит опорой для стойки.

Совет. Установка подкоса под углом в 45° существенно снижает риск деформации от ветровой и снеговой нагрузки.

В регионах со значительной ветровой и снеговой нагрузкой устанавливают не только продольные подкосы (находящиеся в одной плоскости со стропильной парой), но и диагональные.

Лежень. Его назначение служить опорой для стойки и местом крепления подкоса.

Обрешетка. Предназначена для передвижения во время строительных работ и фиксации кровельного материла. Устанавливается перпендикулярно по отношению к стропильным ногам.

Совет

Важное назначение обрешетки — перераспределение нагрузки от кровельного материала на стропильную систему

Наличие чертежа и схемы с указанием месторасположения всех перечисленных конструктивных элементов поможет в работе.

Совет. Обязательно добавьте в схему стропильной системы двухскатной крыши данные об устройстве прохода вентиляционной шахты и дымовой трубы. Технология их устройства определяется типом кровли.

Выбор материала для стропил

При расчете материала на двухскатную крышу нужно выбирать качественную древесину без повреждений и червоточин. Наличие сучков для балок, мауэрлата и стропил не допускается.

Для досок обрешетки сучков должно быть минимум, при этом они не должны выпадать. Древесина должна быть прочной и обработанной необходимыми препаратами, которые повысят ее свойства.

Совет. Длина сучка не должна превышать 1/3 толщины бруса.

Дополнительная информация о калькуляторе

Онлайн-калькулятор мансардной (двухскатной) крыши поможет вам рассчитать углы наклона боковых и коньковых скатов, размер и количество боковых и коньковых стропил, количество обрешётки, а также объём нужных материалов в режиме онлайн. В расчётную базу заранее внесены наиболее популярные кровельные материалы, такие как металлочерепица, шифер, ондулин, черепица из керамики, битума, цемента и другие материалы.

Перед проектированием мансардного этажа крайне важно ознакомиться со СНиП 2.08.01-89 «Жилые Здания», где содержатся нормативные сведения о строительстве, в том числе мансардных этажей. Мансардная крыша (также встречаются термины «ломаная крыша», «покатая крыша») с каждой стороны имеет два ската, наклонённых под разным углом

Таким образом скаты формируют расширенное чердачное помещение, которое называется мансардным этажом или просто мансардой

Мансардная крыша (также встречаются термины «ломаная крыша», «покатая крыша») с каждой стороны имеет два ската, наклонённых под разным углом. Таким образом скаты формируют расширенное чердачное помещение, которое называется мансардным этажом или просто мансардой.

Мансардная крыша может быть построена изначально или надстроена к уже существующему зданию. Так можно выиграть полезное пространство, не достраивая дополнительных этажей.

Первые мансардные крыши современного типа известны с XVII века. Сегодня существует множество вариаций исполнения мансардного этажа, где могут располагаться хозяйственные или жилые помещения.

Особое внимание следует обратить на выбор материалов для кровли. Для максимизации площади мансардного этажа боковые скаты делаются довольно крутыми

Поэтому обустройство кровли может потребовать дополнительных затрат. Если помещения мансардного этажа предназначены для жилья, им потребуются увеличенные окна и улучшенная теплоизоляция.

Заполняя поля калькулятора, обратите внимание на значок «Дополнительная информация»

, под которым скрываются пояснения по каждому пункту.

Внизу страницы вы можете или оставить комментарий по улучшению данного калькулятора. Будем рады вашим отзывам!

Онлайн калькулятор расчета стропильной системы двухскатной крыши

Как работать с этим калькулятором кровли?

• Указать материал кровли крыши. Калькулятор позволяет сделать любой выбор из обширного списка материалов кровли. Это может быть шифер, битумная черепица, оцинковка, керамическая черепица, металлочерепица, ондулин и т.п.
• Далее необходимо ввести параметры геометрии крыши — длину, высоту и т.д.
• Определиться с шагом стропил.
• Ввести данные по параметрам обрешетки.
• Указать преобладающую в данном регионе снеговую и обязательно ветровую нагрузку.

По этим данным онлайн калькулятор моментально произведет расчет двускатной крыши с учетом стропильной системы.

Какие конкретно данные получаются на выходе калькулятора?

1. Рекомендуемый угол наклона крыши (с учетом выбранного материала кровли).
2. Площадь ее поверхности.
3. Вес и количество рулонов материала кровли.
4. Параметры стропильной системы — длину стропил и их количество.
5. Количество рядов обрешетки.
6. Расстояние между ними.
7. Объем пиломатериалов и вес досок (брусков) обрешетки.

Важно! Как быть, если стоит необходимость рассчитать двухскатную крышу, имеющую различные углы наклона кровли? В таком случае рекомендуется сделать 2 расчета. Каждый придется произвести как для односкатной крыши

Такой строительный калькулятор также имеется в этой рубрике.

С необходимостью произвести расчет площади кровли двухскатной (или любой иной) крыши неизбежно сталкивается на начальном этапе строительства любой частный застройщик. При помощи предложенного онлайн калькулятора рассчитать и получить все необходимые данные можно легко и быстро.

Углы наклона двухскатной крыши, геометрию стропильной системы, а также количество и вес стройматериалов — все эти сведения вычисляются мгновенно предложенным калькулятором.

Можно ли считать выданные этим онлайн калькулятором результаты стопроцентно точными? Нет. Они даются для ориентировки.

Ибо в каждом регионе возможны некоторые отклонения и особенности (климатические, финансовые и пр.).

Расчеты при проектировании

Проектирование любой постройки требует, чтобы расчет крыши дома учитывал все возможные нагрузки и количество необходимых материалов. Основными моментами при этом является угол наклона скатов. Для типовой двускатной крыши этот параметр варьируется в пределах 12-45 градусов. При этом угол наклона напрямую влияет на нагрузки на конструкцию крыши и дома. Так, при увеличении угла, возрастает нагрузка от ветра. В этом случае в силу вступает эффект парусности. Поэтому более крутая кровля обойдется дороже, так как необходимо будет дополнительно укреплять стропильную систему. При уменьшении угла наклона возрастает нагрузка от дождя и сугробов снега. 

Простая математика

Расчет двухскатной крыши включает в себя определение нагрузок. Если строится крыша одноэтажного дома или загородного коттеджа, то нагрузка кровли состоит из веса самой конструкции (кровельный материал, обрешетка, стропила) и величины внешних нагрузок (ветер, дождь, снег). 

Вес крыши расчет которой необходимо провести заранее, состоит из веса каждого слоя пирога кровли на единицу площади. Полученное значение обычно увеличивают на поправочный коэффициент равный 10%. Если в будущем кровельная конструкция будет изменяться, увеличивая угол скатов, то это следует учитывать заранее, так как необходимо будет противостоять более высоким показателям нагрузок. Опытные кровельщики зачастую отталкиваются от минимальной величины в 50 кг/м.кв. 

Нагрузку от ветра, дождя и снега рассчитывают, основываясь на особенностях месторасположения постройки

При этом важно взять во внимание показатель угла наклона крыши, а затем уже рассчитать кровлю. Так, если проводится расчет двухскатной крыши дома с углом скатов 25 градусов, то нагрузка снега будет равна 1. При больших углах (25-60 градусов) поправочный коэффициент будет больше и составит уже 1,25

Для крыш с углами более 60 градусов такая нагрузка и вовсе не учитывается. 

При больших углах (25-60 градусов) поправочный коэффициент будет больше и составит уже 1,25. Для крыш с углами более 60 градусов такая нагрузка и вовсе не учитывается. 

Как рассчитать кровлю дома — стропильная система

Расчет системы стропил не менее важен, чем определение нагрузок на скаты крыши. Это связанно с тем, что стропильные ноги будут передавать общую нагрузку от обрешетки к несущим стенам дома. Основным параметром стропильных ног является сечение и длина. Их подбирают на основании действующих нагрузок на площадь кровли и угла скатов. Некоторые строители рекомендуют увеличивать полученные результаты на 50 единиц — это необходимо для обеспечения надлежащего запаса прочности. 

Общий расчет стропил проводится по двум критериям — деформации и прочности. Первый показатель определяет величину прогиба материала при возросших нагрузках, второй — сохранение целостности конструкции. После того, как параметры деформации и прочности определены, необходимо рассчитать шаг стропил, а также определить, необходимо ли дополнять систему раскосами и растяжками. Подобные промежуточные элементы позволяют распределить общую нагрузку на стропила. Для увеличения надежности всей конструкции в так называемых критических местах устанавливаются металлические скобы или опоры. 

После этого просчитывают конструкцию обрешетки поверх которой будет укладываться материал кровли. Показатели шага обрешетки и материала, из которого ее необходимо изготовить зависят от типа крыши и кровельного материала, а также непосредственно от угла наклона скатов. Для этого дополнительно проводят расчет железа на крышу.

Двухскатная крыша, подробнее на видео:

Расчет площади кровли двухскатной крыши

Определение параметров крыши не такой уж и сложный, но немного кропотливый процесс, так как важно все точно и правильно подсчитать для верного составления сметы на строительство дома. Это необходимо, в первую очередь, для того чтобы не переплатить в будущем за материалы, которые просто уйдут в остаток. 

Следует сказать, что расчет площади четырехскатной крыши при этом почти идентичен двухскатной

Принцип калькуляции остается тем же, просто необходимо учесть большее количество элементов (прочитайте: «Расчет площади крыши — алгоритм действий»). 

Факторы, влияющие на стропильную систему

Вес кровельного материала. Пирог — это многослойная конструкция, которая, в зависимости от количества конструктивных элементов, имеет ту или иную массу.

Значит, при вычислениях своими руками нужно найти оптимальное соотношение параметров пирога и материала, из которого возведены несущие стены.

Вес стропил. Чем прочнее стропила, тем они тяжелее и их цена выше, и наоборот, снижение прочности стропил приведет к тому, что система будет легче.

Наша задача, при расчётах выбрать те параметры стропил, которые будут соответствовать механической нагрузке от кровельного материала.

Вычисление максимальной тяжести снега

Величину максимальной тяжести снега можно рассчитать по формуле S=µ·Sg, где:

• S — величина снеговой нагрузки (в кг/м 2);
• µ — коэффициент уклона крыши (зависит от угла наклона стропил α);
• Sg — нормативный вес снега (в кг/м 2).

Для того чтобы делать подсчеты по предложенной формуле, определимся с зависимостью условной величины µ от угла наклона α.

На схеме можно видеть соотношение угла наклона ската и геометрических параметров стропильной фермы, которая образуется диагональными и горизонтальными балками.

В таблице 1 предложены уже просчитанные результаты деления таких величин, как высота кровли до конька и половина затяжки — балки формирующей потолочное перекрытие.

Угол наклона (α), равный 30° или меньше, соответствует коэффициенту (µ) 1. Если угол равен или больше 60°, то µ равен 0. Если 60°>α>30°, то значение µ можно посчитать по формуле: µ = 0,033·(60-α).

Параметры нормативной снеговой нагрузки в кг/м²:

После того, как известен коэффициент уклона стропил и параметры нормативной тяжести снега, возвращаемся к формуле S=µ·Sg, вставляем имеющиеся параметры и выполняем расчет стропил с учетом воздействия слоя атмосферных осадков.

Вычисление максимально допустимого давления ветра

Важность подсчетов воздействия ветра обусловлена следующими моментами:

• Если угол наклона α больше 30°, увеличивается парусность конструкции. Из-за этого на один из скатов или на фронтон приходится дополнительное давление что негативно влияет на состояние конструкции.
• Если угол наклона α меньше 30°, при огибании кровли воздушным потоком образуется аэродинамическая подъемная сила и зона турбулентности под свесами.

Вычисление допустимой нагрузки воздушного потока выполняется по формуле Wo·K·C = Wm, где:

• Wm — максимально допустимое воздействие воздушного потока;
• Wo — условное воздействие воздушного потока (определяется по Таблице 2 и по карте давления ветра);
• K — коэффициент изменения воздействия воздушного потока по высоте (показан в Таблице 3 в соотношении с высотой здания);
• C — коэффициент аэродинамического сопротивления.

Коэффициент аэродинамического сопротивления C в соответствии с конфигурацией крыши и здания может иметь значение 0,8 (ветер давит на один из скатов). Упростим расчёт в сторону увеличения прочности и допустим, что значение коэффициента C равно 0,8.

Теперь, когда известны все коэффициенты, осталось вставить их в формулу Wo·K·C = Wm и посчитать максимально допустимое значение воздействия воздушного потока Wm.

Вычисление массы кровли

Покупая покрытия для крыши, вес можно узнать у продавца или на упаковке. Но для того, чтобы заранее рассчитать, какой материал подойдет, можете воспользоваться таблицей. Для расчёта нужно посчитать площадь скатов крыши и помножить на предложенные величины.

Кроме массы покрытия, на несущие стены приходится тяжесть самих стропил, досок обрешетки, контробрешетки и т.п. Со средними значениями тяжести элементов стропильной системы можно ознакомиться в предложенной таблице.

Значения веса даны из расчёта килограмм на квадратный метр из расчета, что расстояние между досками обрешетки составляет стандартные 50-60 см. Чтобы посчитать массу конструкции, узнаем площадь скатов и умножаем на предложенные значения.

Таблица ветровых и снеговых нагрузок по России