Расчет стропильной ноги: длина, пример расчета системы стропил, как посчитать сечение, как рассчитать, определить, вычислить

Расчет стропильной ноги: длина, пример расчета системы стропил, как посчитать сечение, как рассчитать, определить, вычислить

Возведение каркаса крыши выполняется согласно разработанному проекту, в котором указаны все необходимые параметры, включая тип конструкции, шаг стропил, сечение элементов и способ монтажа узлов.

Расчет стропильной ноги: длина, пример расчета системы стропил, как посчитать сечение, как рассчитать, определить, вычислить

Принципы расчета системы

В процессе эксплуатации кровли ее каркас испытывает высокие нагрузки различных типов :

  • постоянные (вес самой стропильной системы и кровельного пирога);
  • периодические (ветровая и снеговая нагрузка, вес человека, обслуживающего или ремонтирующего крышу или дымоход).

Чтобы правильно рассчитать и сделать надежную крышу, необходимо определиться с ее конфигурацией, выбрать вид кровельного покрытия, вычислить оптимальный угол наклона скатов.

Степень сложности каркаса и размеры его элементов в определенной степени зависят от параметров расчетной нагрузки, основная часть которой приходится на стропила.

Такие размеры деревянного стропила, как сечение, желательно выбрать с некоторым запасом по прочности .

Как рассчитать длину стропил? Для вычислений требуется применить теорему Пифагора (если известна длина торцевой стены и высота расположения конька), либо теорему синусов (если помимо длины торцевой стены известен угол наклона ската кровли).

Расчет стропильной ноги: длина, пример расчета системы стропил, как посчитать сечение, как рассчитать, определить, вычислить

Для изготовления стропила можно использовать доски или брус. Построить каркас крыши, рассчитанный на высокие нагрузки, помогут дополнительные элементы, придающие конструкции жесткость.

Определяем шаг стропил

Чтобы сделать расчет такого параметра, как шаг стропил, необходимо принять во внимание вес кровельного покрытия, угол наклона скатов, ветровые и снеговые нагрузки. В среднем шаг (расстояние между соседними ногами, формирующими скат крыши) колеблется в диапазоне от 70 до 120 см.

Чтобы исключить риск деформации стропильных ног под высокими нагрузками, рекомендуется использовать сухой пиломатериал при монтаже стропильной системы. Обычно это брус или доска толщиной не менее 50 мм. Точные размеры деревянного стропила и других элементов определяются исходя из требований к прочности конструкции.

Расчет стропильной ноги: длина, пример расчета системы стропил, как посчитать сечение, как рассчитать, определить, вычислить

Шаг стропил зависит от степени уклона крыши и длины стропильных ног. Чтобы построить прочную крышу, перекрыв большой пролет между коньком и верхней частью стены, шаг стропил следует уменьшить.

К примеру, для кровли с уклоном 45° максимальный шаг следует делать не более 80 см.

Уменьшить шаг стропил следует и при использовании тяжелых кровельных материалов, к которым относится керамическая черепица, цементно-песчаная плитка, асбоцементный шифер.

Особенности расчета сечения элементов стропильной системы

Если предстоит построить крышу своими руками, необходимо сделать расчет размеров стропильных ног — вычислить требуемое сечение стропил. Рассматривая, как рассчитать стропила, следует обратить внимание на характеристики материала, из которого изготавливаются стропильные ноги.

Нормативные документы регламентируют несущую способность, какую имеет древесина различных пород.

Если рассматривается сечение стропил из бруса или досок, ослабленных вырубками и/или отверстиями под болтовые соединения, несущая способность древесины рассчитывается с коэффициентом 0,8 от нормативного значения.

Также необходимо обратить внимание на сорт древесины для изготовления – дефекты снижают ее устойчивость к нагрузкам. Сечение стропил подбирается с учетом стандартных размеров пиломатериала. Делать неразрезную несущую конструкцию следует из бруса или доски длиной не более 6,5 м .

Расчет стропильной ноги: длина, пример расчета системы стропил, как посчитать сечение, как рассчитать, определить, вычислить

Рассчитав систему и определив размеры стропильных ног и ригелей, требуется вычислить общий вес этих элементов и добавить полученное значение к расчетным нагрузкам :

  • полный объем пиломатериалов, необходимых для каркаса крыши, умножается на объемный вес древесины;
  • полученное значение (собственный вес стропил, кг/м2) прибавляется к расчетной нагрузке;
  • расчетная схема конструкции пересчитывается с использованием полученного выше результата.

Обработка стропильных элементов антисептиком

В частном строительстве возведение стропильной системы чаще всего ведется из пиломатериалов, поскольку древесина доступна по цене и позволяет изготавливать конструкции своими руками без применения сложного инструмента.

Подготовленный к монтажу древесный материал (такой как брус, оцилиндрованное бревно) нередко попадает на строительную площадку уже обработанный защитными средствами в производственных условиях.

Но на изготовление обычно идет доска или брус, не пропитанный специальными составами.

Чем обработать стропила перед монтажом каркаса крыши? Обработка требуется для защиты древесины от гниения и предотвращения опасности возгорания. Обработка антисептиком и огнезащитным составом может проводиться по отдельности. С использованием комплексного огнебиозащитного средства обработка займет вдвое меньше времени .

Расчет стропильной ноги: длина, пример расчета системы стропил, как посчитать сечение, как рассчитать, определить, вычислить

Обработка антисептиком или комбинированным составом должна выполняться в два приема. Необходимо пропитать верхний слой древесины специальной жидкостью, нанеся ее кистью или валиком. После высыхания первого слоя обработка антисептиком повторяется.

Стропила скатной крыши

Как сделать стропила для скатной кровли? Строительство стропильной системы односкатной или двускатной крыши своими руками требует внимательного подхода к изготовлению стропильных ног. Размеры рассчитываются на этапе проектирования кровли. Чтобы правильно сделать эти элементы конструкции, необходимо использовать пиломатериал регламентированного проектом сечения и длины.

Степень сложности работ во многом зависит от того, какая конструкция выбрана для монтажа. Если требуется делать наслонные стропила из досок или бруса, каждый элемент подгоняется по месту установки при креплении его к коньковому прогону и мауэрлату. Важно строго следить за соблюдением геометрии всей конструкции.

Расчет стропильной ноги: длина, пример расчета системы стропил, как посчитать сечение, как рассчитать, определить, вычислить

Висячие стропильные фермы удобнее изготавливать по шаблону, чтобы добиться точного совпадения размеров каждой конструкции. Для этого вырубки в досках и сборку ферм рекомендуется делать на земле.

Затем необходимо сделать проверку горизонтальности мауэрлата или опорных балок, геометрических размеров коробки здания. Устранив возможные недочеты можно приступить к монтажу стропильных ферм на доме.

Диагональные стропила

Обустройство стропильной системы вальмовой крыши своими руками требует монтажа различных видов стропил, таких, как :

  • накосные (диагональные балки, формирующие треугольный скат);
  • центральные вальмовые;
  • боковые;
  • укороченные (нарожники).

Боковые стропильные ноги изготавливаются из доски и устанавливаются аналогично элементам обычной скатной кровли с висячей или наслонной конструкцией. Центральные вальмовые стропила представляют собой наслонные элементы. Чтобы сделать нарожники, применяются бруски или доски, которые крепятся к диагональным балкам и мауэрлату.

Расчет стропильной ноги: длина, пример расчета системы стропил, как посчитать сечение, как рассчитать, определить, вычислить

Как сделать стропила для вальмовой крыши? Чтобы правильно смонтировать данный вид кровельной конструкции, требуется точно рассчитать сечение и угол наклона накосных балок. Размеры элементов зависят от длины перекрываемого пролета. Важно соблюсти симметричность при монтаже диагональных стропильных балок, в противном случае под нагрузкой крыша может деформироваться .

Изготовление стропил под заданный размер

Использование унифицированных пиломатериалов для изготовления различных элементов стропильной системы позволяет оптимизировать затраты на строительство и упростить расчет и монтаж узлов крыши. В частности, при необходимости сделать стропильные ноги определенного сечения и длины может использоваться цельный брус, его отрезки или доски.

Чтобы изготовить своими руками жесткую балку, применяется метод сплачивания досок – они соединяются широкими сторонами и пробиваются в шахматном порядке гвоздями.

Длинную балку заданного сечения можно делать из четырех и более правильно сплоченных досок – соединенных между собой со сдвигом на половину длины доски.

Такая балка отличается высокой прочностью и может использоваться как диагональная стропилина.

Расчет стропильной ноги: длина, пример расчета системы стропил, как посчитать сечение, как рассчитать, определить, вычислить

Решая вопрос, как удлинить стропила, можно применить метод вкладыша. В этом случае между двумя досками укладывается третья, выступающая на определенную длину. Чтобы соединить доски используются гвозди, вбитые в шахматном порядке.

Важно не только тщательно выровнять доски, но и вложить в пустующий промежуток между крайними элементами фрагменты доски (вкладыши), соответствующие по толщине центральной доске.

Данный метод позволяет делать наращивание в длину стандартных стропильных ног (не вальмовых).

Принципы крепления стропил

Чтобы обеспечить надежность стропильной системы, возводимой своими руками, необходимо заранее определиться с тем, как крепить стропила в коньке и к опоре крыши.

Если предполагается сделать крепление, которое предотвратит деформацию крыши при усадке здания, необходимо вверху скрепить стропила между собой болтом с гайкой или шарнирной пластиной, а внизу установить специальный крепежный элемент – скользящую опору.

Висячая ферма требует жесткого крепления стропил между собой в коньке: можно использовать гвоздевое соединение, метод врубки, накладные пластины из доски или металла. Наслонная система не предусматривает соединения стропильных ног между собой – они монтируются к коньковому прогону.

Расчет стропильной ноги: длина, пример расчета системы стропил, как посчитать сечение, как рассчитать, определить, вычислить

Как крепить стропила к основанию крыши? Чтобы правильно закрепить стропила на мауэрлате, выруб необходимо делать в стропильной ноге, чтобы не ослаблять опору крыши. При монтаже стропильных ферм на балки перекрытия также следует изготовить вырубы, но в этом случае выемка выполняется и в опорной балке.

Источник: http://stroykrishu.ru/kak-rasschitat-dlinu-stropil.html

Расчет стропильной системы своими руками

Расчет стропильной ноги: длина, пример расчета системы стропил, как посчитать сечение, как рассчитать, определить, вычислить

Вы можете себе представить человека без костей? Точно так же скатная крыша без стропильной системы больше похожа на строение из сказки про трех поросят, которую запросто сметет природной стихией. Крепкая и надежная система стропил – залог долговечности конструкции крыши. Чтобы качественно сконструировать систему стропил, необходимо выявить и рассчитать параметры, влияющие на прочность предполагаемой конструкции.

Например, необходимо принять во внимание изгибы крыши, уклон скатов, аэродинамические коэффициенты, коэффициенты на неравномерное распределение снега по поверхности, силы воздействия на конструктивные элементы крыши и так далее. Рассчитать все это максимально приближенно к реальной ситуации, а также учесть все нагрузки и искусно собрать их сочетания – задача не из легких.

Если хотите разобраться досконально – список полезной литературы приведен в конце статьи. Конечно, курс сопромата для полного понимания принципов и безукоризненного расчета стропильной системы в одну статью не уместить, поэтому приведем основные моменты для упрощенной версии расчета.

Классификация нагрузок

Нагрузки на стропильную систему классифицируются на:

    1. Основные:
      • постоянные нагрузки – вес самих стропильных конструкций и крыши,
      • длительные нагрузки – снеговые и температурные нагрузки с пониженным расчетным значением (используются при необходимости учета влияния длительности нагрузок, при проверке на выносливость),
      • переменное кратковременное влияние — снеговое и температурное воздействие по полному расчетному значению.
    2. Дополнительные – ветровое давление, вес строителей, гололедные нагрузки.
    3. Форс-мажорные – взрывы, сейсмоактивность, пожар, аварии.

Для осуществления расчета стропильной системы принято рассчитывать предельные нагрузки, чтобы затем, исходя из подсчитанных величин, определить параметры элементов стропильной системы, способных выстоять против этих нагрузок.

Читайте также:  Как соединить поликарбонат: как стыковать, соединитель, соединение между собой, соединительный неразъемный профиль для листов

Расчет стропильной системы скатных крыш производится по двум предельным состояниям:

      • Предел, при котором происходит разрушение конструкции. Максимально возможные нагрузки на прочность конструкции стропил должны быть меньше предельно допустимых.
      • Предельное состояние, при котором возникают прогибы и деформация. Возникающий прогиб системы при нагрузке должен быть менее предельно возможного.

Для более простого расчета применяется только первый способ.

Расчет снеговых нагрузок на крышу

Формула расчета снеговой нагрузки: Ms = Q × Ks × Kc, где

  • Ms – снеговая нагрузка;
  • Q – масса снегового покрова, покрывающая 1м2 плоской горизонтальной поверхности крыши.

Последнее, зависит от территории и определяется по карте, для второго предельного состояния – расчет на прогиб (при расположении дома на стыке двух зон, выбирается снеговая нагрузка с большим значением).

Расчет стропильной ноги: длина, пример расчета системы стропил, как посчитать сечение, как рассчитать, определить, вычислитьРасчет стропильной ноги: длина, пример расчета системы стропил, как посчитать сечение, как рассчитать, определить, вычислить

Для прочностного расчета по первому типу величина нагрузки выбирается соответственно району проживания по карте (первая цифра в указанной дроби – числитель), либо берется из таблицы №1:

Первое значение в таблице измеряется в кПа, в скобках нужная переведенная величина в кг/м2.

Ks – поправочный коэффициент на угол наклона кровли.

      • Для крыш с крутыми склонами с углом более 60 градусов снеговые нагрузки не учитываются, Ks=0 (снег не скапливается на круто скатных крышах).
      • Для крыш с углом от 25 до 60, коэффициент берется 0,7.
      • Для остальных он равен 1.

Kc – коэффициент ветрового сноса снега с крыш. При условии пологой крыши с углом ската 7-12 градусов в районах на карте со скоростью ветра 4 м/с, Kc принимается = 0.85. На карте отображено районирование по скорости ветра.

Расчет стропильной ноги: длина, пример расчета системы стропил, как посчитать сечение, как рассчитать, определить, вычислитьРасчет стропильной ноги: длина, пример расчета системы стропил, как посчитать сечение, как рассчитать, определить, вычислить

Коэффициент сноса Kc не учитывается в районах с январской температурой теплее -5 градусов, так как на крыше образуется ледяная корка, и сдува снега не происходит. Не учитывается коэффициент и в случае закрытия здания от ветра более высокой соседней постройкой.

Расчет стропильной ноги: длина, пример расчета системы стропил, как посчитать сечение, как рассчитать, определить, вычислитьРасчет стропильной ноги: длина, пример расчета системы стропил, как посчитать сечение, как рассчитать, определить, вычислить

Снег ложится неравномерно. Зачастую с подветренной стороны формируется так называемый снеговой мешок, особенно в местах стыков, изломов (ендова). Следовательно, если вы хотите прочную крышу, делайте шаг стропил минимальным в этом месте, также внимательно относитесь к рекомендациям производителей кровельного материала – снег может обломить свес, если он неправильных размеров.

Напоминаем, что расчет, приведенный выше, предложен вашему вниманию в упрощенной форме. Для более надежного расчета советуем умножить результат на коэффициент надежности по нагрузке (для снеговой нагрузки = 1,4).

Расчет ветровых нагрузок на стропильную систему

С давлением снега разобрались, теперь перейдем к расчетам ветрового влияния.

В независимости от угла ската, ветер сильно воздействует на крышу: крутоскатную кровлю старается сбросить, более плоскую кровлю – поднять с подветренной стороны.

Для расчета нагрузки ветра во внимание принимают его горизонтальное направление, при этом он дует двунаправленно: на фасад и на крышной скат. В первом случае поток разбивается на несколько – часть уходит вниз к фундаменту, часть потока по касательной снизу вертикально давит на свес крыши, пытаясь ее поднять.

Во втором случае, воздействуя на скаты крыши, ветер давит перпендикулярно скату, вдавливая его; также образуется завихрение по касательной с наветренной стороны, огибая конек и превращаясь в подъемную силу уже с подветренной стороны, в связи с разницей в давлении ветра с обеих сторон.

Для подсчета усредненной ветровой нагрузки используют формулу: Mv = Wo x Kv x Kc x коэффициент прочности,

где Wo – нагрузка ветровая давления, определяемая по карте

Kv — коэффициент поправки ветрового давления, зависящий от высоты здания и местности.

Kc – аэродинамический коэффициент, зависит от геометрии конструкции крыши и направления ветра. Значения отрицательные для подветренной стороны, положительные для наветренной

Таблица аэродинамических коэффициентов в зависимости от уклона кровли и отношения высоты здания к длине (для двускатной крыши)

Для односкатной крыши необходимо взять коэффициент из таблицы для Ce1.

Для упрощения расчета значение C проще взять максимальным, равным 0,8.

Для более надежных результатов советуем умножить на коэффициент запаса прочности по ветровой нагрузке = 1,2.

Расчет собственного веса кровли

Для расчета постоянной нагрузки нужно рассчитать вес кровли на 1 м2, полученный вес нужно умножить на поправочный коэффициент 1,1 – такую нагрузку стропильная система должна выдерживать в течение всего срока эксплуатации.

Вес кровли складывается из:

  • объем леса (м3), используемого в качестве обрешетки, умножается на плотность дерева (500 кг/м3)
  • веса стропильной системы
  • вес 1м2 кровельного материала
  • вес 1м2 веса утеплителя
  • вес 1м2 отделочного материала
  • вес 1м2 гидроизоляции.

Все эти параметры легко получить уточнив эти данные у продавца, либо посмотреть на этикетке основные характеристики: м3, м2, плотность, толщина, — произвести простые арифметические операции.

Пример: для утеплителя плотностью в 35 кг/м3, упакованного рулоном толщиной 10 см или 0,1 м, длиной 10м и шириной 1.2 м, вес 1 м2 будет равен (0.1 х 1.2 х 10) х 35 / (0.1 х 1.2) = 3.5 кг/м2. Вес остальных материалов можно рассчитать по тому же принципу, только не забывайте сантиметры в метры переводить.

Чаще всего нагрузка кровли на 1 м2 не превышает 50 кг, поэтому при расчетах закладывают именно эту величину помноженную на 1.1, т.е. используют 55 кг/м2, которая сама по себе взята запасом.

Еще данные можно взять из таблицы ниже:

Шифер 10 — 15 кг/м²
Ондулин 4 — 6 кг/м²
Керамическая черепица 35 — 50кг/м²
Цементно-песчаная черепица 40 — 50 кг/м²
Битумная черепица 8 — 12 кг/м²
Металлочерепица 4 — 5 кг/м²
Профнастил 4 — 5 кг/м²
Вес чернового настила 18 — 20 кг/м²
Вес обрешётки 8 — 12 кг/м²
Вес стропильной системы 15 — 20 кг/м²

Собираем нагрузки

По упрощенному варианту теперь необходимо сложить все найденные выше нагрузки простым суммированием, мы получим итоговую нагрузку в килограммах на 1 м2 крыши.

Расчёт стропильной системы

После сбора основных нагрузок можно уже определить основные параметры стропил. Для того чтобы определить какая распределенная нагрузка приходится на каждую стропильную ногу в отдельности, переводим кг/м2 в кг/м.

Считаем по формуле: N = шаг стропил x Q, где

N — равномерная нагрузка на стропильную ногу, кг/м шаг стропил — расстояние между стропилами, м

Q – рассчитанная выше итоговая нагрузка на крышу, кг/м²

Из формулы ясно, что изменением расстояния между стропилами можно регулировать равномерную нагрузку на каждую стропильную ногу. Обычно шаг стропил находится в диапазоне от 0,6 до 1,2 м. Для крыши с утеплением при выборе шага разумно ориентироваться на параметры листа утеплителя.

Вообще при определении шага установки стропил лучше исходить из экономических соображений: высчитать все варианты расположения стропил и выбрать самый дешевый и оптимальный по количественному расходу материалов для стропильной конструкции.

В строительстве частных домов и коттеджей, при выборе сечения и толщины стропила, руководствуются таблицей приведенной ниже (сечение стропила указано в мм). В таблице усредненные значения для территории России, а также учтены размеры строительных материалов, представленных на рынке. В общем случае, этой таблицы достаточно для того, чтобы определить, какого сечения нужно приобретать лес.

Однако, не следует забывать, что размеры стропильной ноги зависят от конструкции стропильной системы, качества используемого материала, постоянных и переменных нагрузок оказываемых на кровлю.

На практике при постройке частного жилого дома чаще всего используют для стропил доски сечением 50х150 мм (толщина x ширина).

Самостоятельный расчет сечения стропил

Как уже упоминалось выше, стропила рассчитываются по максимальной нагрузке и на прогиб. В первом случае учитывают максимальный момент изгиба, во втором – сечение стропильной ноги проверяется на устойчивость прогибу на самом длинном участке пролета. Формулы достаточно сложные, поэтому мы выбрали для вас упрощенный вариант.

Если хотите все посчитать самостоятельно, выберите ширину сечения в соответствии с таблицей:

  • Толщину сечения (или высоту) рассчитаем по формуле:
  • a) Если угол крыши < 30°, стропила рассматриваются как изгибаемые
  • H ≥ 8,6 x Lm x √(N / (B x Rизг))
  • b) Если уклон крыши > 30°, стропила изгибаемо-сжатые
  • H ≥ 9,5 x Lm x √(N / (B x Rизг))
  • Обозначения:
  • H, см — высота стропилаLm, м — рабочий участок самой длинной стропильной ногиN,кг/м — распределённая нагрузка на стропильную ногуB, см — ширина стропилаRизг, кг/см² — сопротивление древесины изгибу
  • Для сосны и ели Rизг в зависимости от сорта древесины равен:
1 сорт 140 кг/см²
2 сорт 130 кг/см²
3 сорт 85 кг/см²

Расчетные данные сопротивления древесины хвойных пород

  1. Важно проверить, не превышает ли прогиб разрешенной величины.
  2. Величина прогиба стропил должна быть меньше L/200 — длина проверяемого наибольшего пролета между опорами в сантиметрах деленная на 200.

  3. Это условие верно при соблюдении следующего неравенства: 3,125 xNx(Lm)³ / (BxH³) ≤ 1
  4. N (кг/м) — распределённая нагрузка на погонный метр стропильной ноги Lm (м) — рабочий участок стропильной ноги максимальной длинны B (см) — ширина сечения
  5. H (см) — высота сечения

Если значение выходит больше единицы, необходимо увеличить параметры стропила B или H.

Используемые источники:

    1. СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия с последними изменениями 2008г.
    2. СНиП II-26-76 «Кровли»
    3. СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции»

    Источник: https://kalk.pro/articles/roofs/raschet-stropilnoj-sistemy/

    Как рассчитать стропильную систему: алгоритм расчета, формулы, примеры

    Возведение крыши собственными силами – задача вполне реальная. Конечно, для этого необходим определенный объем знаний, и в первую очередь это касается стропильной системы – основного элемента крыши, который воспринимает и противостоит всем типам нагрузок.

    Расчет стропильной ноги: длина, пример расчета системы стропил, как посчитать сечение, как рассчитать, определить, вычислить

    Стропильная система фактически обеспечивает жесткость конструкции кровли, поскольку распределяет нагрузку от обрешетки с уложенным материалом для кровли на внешние и внутренние опоры. Поэтому от того, как рассчитать стропильную систему, зависит надежность крыши, ее способность противостоять всем воздействиям.

    Как правильно рассчитать стропильную систему ↑

    Расчет стропильной ноги: длина, пример расчета системы стропил, как посчитать сечение, как рассчитать, определить, вычислить

    Расчет элементов стропильной системы выполняют для того, чтобы определить оптимальные параметры конструкции, которые обеспечивают ее способность выдерживать воздействие от совокупного веса кровли, в том числе покрытия и теплоизоляции, в условиях максимального воздействия внешних нагрузок, ветровых и снеговых.

    В связи с этим закономерно встает вопрос, как рассчитать стропильную систему на суммарное воздействие возможных нагрузок. К примеру, вес покрытия, внутренней отделки потолков, града, ветра, гололеда на кровле в период и т. д. В расчетах используют коэффициенты надежности , скажем, 1,1 и 1,4.

    Первый увеличивает прочность рассчитанной кровли на 10%, а второй – на 40%.

    Как правило, расчетная схема, которую принимают при расчетах – «идеализированная». Считается, что крыша находится под воздействием равномерно распределенной нагрузки, т. е.

    испытывает одинаковую и ровную силу, которая равномерно воздействует на все скаты. На самом деле такая картина практически не встречается. Например, когда ветер наметает на какой-то скат снеговые мешки, то он одновременно сдувает его с другого.

    Сила воздействия на скатах, таким образом, оказывается неравномерной.

    Нагрузки на стропила ↑

    Стропила испытывают два вида воздействия – временные и постоянные. Ко вторым относится вес элементов крыши, включая кровлю, обрешетку, прогоны и стропила. Ко вторым – снег и ветер. К временным – относят также полезную, если таковая имеется.

    Снеговая

    • Расчет стропильной ноги: длина, пример расчета системы стропил, как посчитать сечение, как рассчитать, определить, вычислить
    • Этот тип воздействия может представлять серьезную опасность для надежности конструкции, поскольку большие объемы скопившегося на крыше снега оказывают на нее существенное воздействие. Величина нагрузки снега определяется в горизонтальной проекции по формуле:
    • S=Sg * µ,
    • где
    • Sg – масса снегового покрова, приходящейся на единицу площади горизонтальной плоскости. Этот параметр зависит от места расположения строения.
    • µ – это коэффициент, выражающий зависимость от угла наклона кровли. К примеру, для плоских крыш до 25⁰ – 1,0, для скатных с уклоном более 25 ⁰< α < 60⁰ – 0,7. При крутом уклоне, свыше 60°, снеговая нагрузка не учитывается.

    Ветровая

    1. Расчет стропильной ноги: длина, пример расчета системы стропил, как посчитать сечение, как рассчитать, определить, вычислить
    2. Для подсчета средней ветровой нагрузки на данной высоте применяют следующую формулу:
    3. W=Woхk,
    4. в которой
    • Wo – нормативное значение, его подбирают по таблице, согласно ветровому району;
    • k – коэффициент зависимости давления ветра от высоты, он отличается в зависимости от местности, где осуществляется строительство:
    • Расчет стропильной ноги: длина, пример расчета системы стропил, как посчитать сечение, как рассчитать, определить, вычислить
    • Поправка на ветер в расчет стропил вносится только при уклоне кровли более 30°.
    • Выбор типа местности зависит от направления ветра, который применяют при расчете.

    Как посчитать с учетом ветра и снега

    Источник: https://stylekrov.ru/kak-rasschitat-stropilnuyu-sistemu-algoritm-rascheta-formuly-primery.html

    Как рассчитать длину стропил и другие характеристики стропильной системы

    Расчет стропильной ноги: длина, пример расчета системы стропил, как посчитать сечение, как рассчитать, определить, вычислитьКачественная, долговечная и прочная конструкция кровли является важнейшим этапом строительства дома. В данной статье будет рассказано о том, что такое стропильная система и как рассчитать длину стропил и другие ее элементы.

    Срок эксплуатации крыши и ее надежность и безопасность напрямую связаны с тем, насколько качественно и грамотно выполнен расчет стропильной системы и ее строительство.

    Стропила являются основным звеном несущей кровельной конструкции, расчет прочности стропил выполняется для того, чтобы обеспечить им возможность выдерживать различные нагрузки:

    • Давление снежного покрова;
    • Воздействие порывов ветра;
    • Вес кровли и уложенного на нее материала;
    • Вес людей, выполняющих на крыше различные работы и их инструментов и оборудования и т.д.

    В связи с этим выполнение различных расчетов, таких как расчет стропильной конструкции, ног стропил, их длины и т.д. является особенно важным этапом проектирования крыши.

    Выполняя такие расчеты следует учитывать как используемые при обустройстве кровли материалы, так и особенности местности в которой ведется строительство: средняя толщина снежного покрова зимой и значения ветровых нагрузок.

    Основные элементы стропильной системы

    Система стропил включает в себя следующие основные элементы:

    • Ноги стропил, расположенные под уклоном;
    • Вертикальные стойки;
    • Подкосы (также наклонные);
    • Балки для связывания нижних частей стропил, расположенные горизонтально и т.д.

    Расчет стропильной ноги: длина, пример расчета системы стропил, как посчитать сечение, как рассчитать, определить, вычислитьСтропильная система крыши

    • Важно воспринимать систему стропил как комплекс связанных между собой элементов, значение которого нельзя недооценивать.
    • Выполняя расчет стропильных конструкций, нельзя допускать ни малейшей ошибки, так же как и при проектировании креплений или расположения стропильных ног.
    • Это связано с тем, что любая малейшая ошибка, закравшаяся в расчет стропильной фермы, ног стропил или другого элемента несущей конструкции может привести к обрушению кровли под действием потока ветра.
    • Во избежание этого расчеты следует доверять профессионалам, имеющим требуемые знания и навыки и обладающим опытом выполнения подобных расчетов.
    • На сегодняшний день существует целый ряд таблиц для расчета системы стропил, призванных помочь при самостоятельном проектировании кровли.
    • Кроме того, для облегчения задачи можно использовать калькулятор расчета стропильной системы, позволяющий свести к минимуму вероятность просчета.

    Особенности возведения стропильных систем

    Жесткость каркаса кровли обеспечивается креплением стропил между собой. Кроме того, каркас должен быть прочно связан с коробкой строящегося дома во избежание срыва крыши сильными потоками ветра.

    Наибольшее распространение при строительстве коттеджей, дачных и жилых загородных домов применяются деревянные системы стропил.

    Они отличаются как довольно простым изготовлением, так и несложным монтажом. Кроме того, в случае необходимости деревянные элементы системы стропил достаточно легко обработать, придав им нужную форму с учетом различных недочетов и ошибок при возведении стен дома.

    Металлические стропила подогнать на месте значительно сложнее, а конструкции из железобетона практически не поддаются обработке, поэтому оба этих материала используются в строительстве стропильных конструкций зданий довольно большого размера.

    В зависимости от того, какой материал используется при строительстве дома, выбирают и опору стропил:

    • В случае брусчатых домов стропила опираются на верхние венцы;
    • В каркасных деревянных домах точкой опоры ног стропил является верхняя обвязка;
    • Опоры стропил кирпичных и каменных домов располагаются на опорных брусьях.

    Важно: Основным преимуществом стропильных кровельных конструкций является возможность оборудования практически любой конфигурации чердачного помещения. Главным же недостатком является то, что связи между стропилами во многих случаях препятствуют монтажу вертикальных окон.

    Разновидности стропильных систем

    Расчет стропильной ноги: длина, пример расчета системы стропил, как посчитать сечение, как рассчитать, определить, вычислитьМеста опирания стропил на стену

    В зависимости от используемого материала различают несколько типов стропильных конструкций:

    • Деревянные;
    • Деревометаллические;
    • Железобетонные;
    • Металлические.

    Важно помнить о том, что при повышении веса материала кровли следует увеличивать мощность системы стропил и понижать расстояние между ними (шаг стропил).

    Данное правило прежде всего относится к конструкциям стропильных систем, используемых при возведении кровель, покрытых цементно-песчаным материалом или керамической черепицей. Наибольшей популярностью пользуются металлические и деревянные стропильные конструкции.

    Кроме того, стропильные конструкции классифицируют по способу возведения.

    Различают два типа конструкций стропильных ферм:

    • Наслонные, получившие наиболее широкое распространение;
    • Висячие.

    Наиболее часто система стропил имеет форму треугольника как геометрической фигуры, обладающей наибольшей жесткостью и экономичностью.

    В состав сложных стропильных ферм обычно входят следующие основные конструктивные элементы:

    • Ноги стропил (балки) – 1;
    • Ригели — 5;
    • Подкосы — 3;
    • Стойки — 2;
    • Затяжки и т.д.

    В зависимости от сложности конструкции могут быть использованы и другие элементы системы стропил.

    Наслонные стропила являются более распространенными, поскольку их стоимость значительно ниже стоимости висячих стропил при более легкой процедуре монтажа стропильной системы. Кроме того, довольно часто применяется совмещение висячих и наклонных стропил в одной конструкции.

    Пример выполнения расчета системы стропил

    Расчет стропильной ноги: длина, пример расчета системы стропил, как посчитать сечение, как рассчитать, определить, вычислитьРасчет системы стропил на компьютере

    Приведем пример расчета стропильной системы. При этом важно учитывать, что данный расчет включает в себя целый ряд взаимосвязанных расчетов:

    1. Первый расчет, основанный на прочности стропил. При этом выполняется проверка, может ли балка стропила сломаться при заданной нагрузке.
    2. Второй расчет стропильной конструкции оценивает вероятность деформации стропила: рассчитывается нагрузка, которую способны выдержать балки, и насколько они способны прогибаться, не ломаясь.

    Важно: при любой конфигурации крыши значение прогиба стропил не должно превышать 1/250 долю общей длины участка.

    Конкретный расчет стропильных ног:

    • Допустим, что длина стропила составляет 6000 мм.
    • Умножив данную величину на 0,004, получим 24 мм, что может показаться довольно небольшим значением. Тем не менее, даже минимальное его превышение приведет к деформации конструкции стропил. Значительное же превышение значения вызовет сильное прогибание кровли.

    При расчете деревянных стропил используются два основных показателя конструкции крыши:

    • Ее устойчивость и прочность. Значения используемых показателей могут быть найдены в специально составленных таблицах, разработанных специалистами;
    • Прогиб крыши. В данном случае требуемые для расчета значения могут быть получен из СНиП «Деревянные конструкции. Нормы проектирования», в который входят, помимо прочего, различные показатели, в том числе и упругость древесины.
    1. Для получения наиболее точного результата необходимо выяснить значение показателя расчетного сопротивления.
    2. Также при выполнении расчетов важно знать значения таких характеристик и параметров, как угол наклона проектируемой кровли и ее различные размеры, а также показатели используемого для монтажа стропильной системы материала.
    3. Пример расчета сечения стропильной ноги с помощью таблиц:
    • Допустим, что длина стропильной балки – 300 см;
    • В данном случае существуют два варианта сечения доски: высота – 18 см и толщина – 4 см, либо высота – 16 см и толщина – 6 см;
    • Сечение балки при этом составит 10х12 сантиметров;

    Расчет стропильной ноги: длина, пример расчета системы стропил, как посчитать сечение, как рассчитать, определить, вычислитьТаблица сечений стропил

    • Точно также можно выбрать стандартные значения сечения ног стропил для балок различной длины.
    • Кроме того, не следует забывать о том, что в настоящий момент в сети Интернет предлагается широкий выбор специальных программ-калькуляторов, призванных облегчить выполнение расчетов различных элементов системы стропил и минимизировать риск ошибки и невнимательности при расчете.
    • Пользоваться такими программами довольно просто: достаточно ввести требуемые значения и программа выдаст все необходимые результаты расчетов.
    • Выполняя расчет стропил и различных ее элементов самостоятельно, следует либо советоваться с квалифицированными специалистами, либо использовать предназначенные для этого программы.
    • Самое главное – помнить, что любая допущенная при расчете неточность может привести к повреждению или обрушению всей кровли построенного дома.

    Источник: https://krovlyakryshi.ru/stropilnaya-sistema/kak-rasschitat-dlinu-stropil-454

    Расчет стропильной системы – как расчитать дину по таблицам + Видео

    Прочность крыши напрямую зависит от того, насколько точно сделан расчет стропильной системы, в которой имеет значение и угол наклона скатов, и длина, равно как и сечение балок.

    Выбираем стропильную конструкцию

    Прочность крыши определяется не только материалом, из которого сделаны стропильные ноги, но и схемой их сборки.

    К примеру, кто-то может решить, что металлические фермы будут самым надежным решением для настила кровли, однако следует помнить, что это создаст добавочную нагрузку на стены и фундамент, которые придется усиливать.

    Поэтому зачастую для стропил используют пиломатериалы, среди которых можно выделить брус, доски, а также планки разного сечения для обрешетки. Реже применяется кругляк.

    Расчет стропильной ноги: длина, пример расчета системы стропил, как посчитать сечение, как рассчитать, определить, вычислить

    Древесина достаточно прочна, но очень важно соразмерять площадь кровли с длиной и сечением опорных элементов. Именно поэтому мауэрлат (опорные горизонтальные балки по верхнему краю стен вдоль всего периметра дома) выбирается с большим запасом прочности.

    Кроме того, все части стропильной системы рассчитываются так, чтобы они выдерживали их собственный суммарный вес вместе с кровлей и дополнительной временной нагрузкой (длительной или непродолжительной).

    Все это должно быть учтено непосредственно в проекте дома.

    Расчет стропильной ноги: длина, пример расчета системы стропил, как посчитать сечение, как рассчитать, определить, вычислить

    Независимо от конструкции в ней используются только определенные элементы, а именно: стропильные ноги, стойки, устанавливаемые под углом подкосы, коньковая балка. Также необходимы ригели и подбалочники, которые обеспечивают жесткость каркаса крыши.

    Но поскольку основополагающим фактором является площадь кровли и ее наклон, расчеты ведутся только относительно стропил: их длины, сечения и угла к горизонту, а также расстояния между ними.

    Известно, что лучше всего оказывает сопротивление нагрузкам треугольник, поэтому именно эта фигура образуется с помощью ригелей, устанавливаемых в качестве поперечин между стропилами двускатной кровли.

    Определение угла наклона скатов

    На данном этапе можно обойтись без формул, поскольку покатость крыши зависит от того, какой кровельный материал будет на нее настелен.

    То есть существуют определенные диапазоны углов наклона крыши, допустимые для жесткого или мягкого покрытия, тяжелого или легкого.

    Также играет роль климатический фактор – чем больше осадков выпадает за год в вашей местности, тем круче должен быть угол скатов, в идеале – в пределах от 45 до 60 градусов. И, напротив, там, где сильные ветры, нужно сделать уклон как можно меньше.

    Расчет стропильной ноги: длина, пример расчета системы стропил, как посчитать сечение, как рассчитать, определить, вычислить

    Если вы планируете укладывать на обрешетку профнастил, то с учетом сравнительно небольшого веса материала, максимальный угол стропил можно сделать до 35 градусов. Что касается минимального наклона, нежелательно делать его меньше 12°.

    Для металлочерепицы максимальный угол крутизны скатов соответствует 27°. Минимальная крутизна поверхности для шифера не должна быть больше 22°. Мягкую кровлю можно уложить с наклоном от 6° до 15°.

    Лучше всего зависимость углов скатов от материала и соответствие градусов процентам определять по таблицам.

    Таблица выбора материала по углу уклона кровли

    Таблица соотношения градусов и процентов

    Следует помнить, что с увеличением угла наклона кровли становится больше и ее площадь, а значит, материалов для укладки на обрешетку понадобится больше.

    Особенности расчета конструкции крыши

    Перед тем, как рассчитать любую стропильную систему, важно найти компромисс между количеством опорных элементов и суммарным весом всей конструкции.

    То есть, если установить ноги слишком часто, их масса в значительной степени понизит сопротивление кровельной нагрузке, если же стропил будет мало, будет потерян запас прочности.

    Именно поэтому высчитывается совокупность всех возможных нагрузок, которые делятся на постоянные и временные, а последние еще классифицируются, как краткие, длительные и особого типа.

    Расчет стропильной ноги: длина, пример расчета системы стропил, как посчитать сечение, как рассчитать, определить, вычислить

    К непродолжительным можно отнести передвижение по кровле, длительные нагрузки вызываются штормовым ветром или массой снежного покрова, а особые возникают в таких ситуациях, как землетрясение или ураган.

    Существует большое количество формул для вычисления сил, оказывающих воздействие на стропильную конструкцию, однако большая их часть относится к профессиональным расчетам, с применением графиков и различных коэффициентов.

    В большинстве случаев можно пойти простым путем, без определения синусоид ветрового давления и сопромата.

    Первый этап, выполняемый перед тем, как рассчитать длину стропил – определение нагрузки, возникающей из-за снеговой массы.

    Она высчитывается по двум показателям: величине массы снега на 1 м2 поверхности земли в определенном регионе (P) и коэффициенту переноса весового значения на кровельное покрытие (k).

    Формула такова: F = Pk, первое значение берется из таблицы, ориентируйтесь по карте снеговых регионов:

    Величина коэффициента k принимается в зависимости от угла наклона скатов крыши, либо не учитывается вовсе. То есть, если кровля пологая (менее 25 градусов к горизонту), то снег скапливается на ней почти так же, как на земле, поэтому коэффициент в таких случаях равен 1.

    При наклоне в диапазоне от 25 до 60 градусов k = 0.7, то есть масса снега будет меньшей, чем на ровной поверхности.

    Однако в тех случаях, когда скаты установлены под углом, превышающем 60 градусов, снежный покров на крыше не удержится, а потому необходимость выполнять расчет нагрузки отпадает.

    Определение ветрового давления на кровельную конструкцию осуществляется по формуле W = Woko, оба значения которой берутся из соответствующих таблиц. Следует учитывать, что сила ветра зависит от местности, и потому коэффициент ko определяется в зависимости от типа ландшафта на разных высотах.

    Различают следующие типы: A – открытые побережья водоемов, степь, тундра, пустыня; В – открытые городские территории, пригород, лесные массивы (пространство с препятствиями до 10 метров высотой); С – городские районы с сооружениями выше 25 метров.

    Значение Wo соответствует обычной ветровой нагрузке в соответствующем районе и также берется из таблицы.

    Таблица изменения коэффициента ветрового давления по типам местности и высотам.

    Таблица ветровой нагрузки местности (определяется по карте зон ветрового давления).

    Определение сечений элементов каркаса крыши

    Данный расчет стропильной системы можно начинать уже после того, как рассчитаны отдельные и совокупные нагрузки на поверхность кровли, поскольку многие параметры зависят именно от прилагаемых к конструкции сил. Кроме того, учитывается длина стропильных ног и шаг между ними, от которых, в свою очередь, зависит высота установки ригеля (затяжки).

    Расчет стропильной ноги: длина, пример расчета системы стропил, как посчитать сечение, как рассчитать, определить, вычислить

    Раньше в качестве основных ребер кровельного каркаса использовался брус большого сечения, но в настоящее время чаще устанавливается широкая доска, которая может быть усилена накладками. Ширина стропил при длине в пределах 6 метров должна быть не менее 15 сантиметров, если же длина больше 6 метров, то не меньше 18 сантиметров.

    Размеры других элементов каркаса должны соответствовать. В частности, для мауэрлата в сечении предпочтительны габариты 15х15, 15х10, либо 10х10 сантиметров. Ендовы изготавливаются из бруса 20х10 сантиметров, равно как и прогоны, но последние бывают и меньше, в частности – 15х10 и 10х10.

    Ригели, которые играют роль затяжек, делают обычно с габаритами 15х5, а те, что укладываются под стойки и называются лежнями, имеют размеры 20х10 или 15х10 см, в то время как сами стойки изготавливают из бруса 15х15 либо 10х10.

    Для подкосов обычно выбирают пиломатериалы с сечением 15х5 сантиметров.

    • Михаил Малофеев
    • Распечатать

    

    Источник: https://remoskop.ru/rasschitat-dlinu-stropil-stropilnuju-sistemu.html

    Калькулятор расчета длины стропильных ног с пояснениями

    Время чтения: 2 минутыНет времени?

    Ссылка на статью успешно отправлена!

    Отправим материал вам на e-mail

    Базовыми элементами любой крыши являются стропила. Они подвергаются нагрузкам в процессе эксплуатации. На этапе проектирования приходится заниматься расчетом их длины. Для более быстрых вычислений линейных параметров можно воспользоваться представленным калькулятором, который является универсальным, так как позволяет получить результат для различных типов конструкций.

    Расчет стропильной ноги: длина, пример расчета системы стропил, как посчитать сечение, как рассчитать, определить, вычислить

    Демонстрируется стропильная система, образующая две одинаковые плоскости вверху

    Подходящие для проведения вычислений формы крыш

    В программе, используемой для определения длины стропил, можно указать несколько типов крыш. Самый простой вариант – это создание односкатной конструкции. Однако в связи с низкими эстетическими характеристиками и невозможностью устройства под ней чердачного помещения такой вариант используют преимущественно при возведении хозяйственных построек.

    Двускатные крыши более популярны. При возведении строений частного сектора они могут быть актуальны. У них имеется два равнозначных ската, сходящихся непосредственно в одной линии. Благодаря простой технологии возведения, работы не занимают много времени.

    Расчет стропильной ноги: длина, пример расчета системы стропил, как посчитать сечение, как рассчитать, определить, вычислить

    Основной фигурой является треугольник

    Калькулятор позволит произвести вычисления даже для вальмовых и шатровых крыш, имеющих четыре ската. Их в основном делают для снижения ветровой нагрузки. Внутри конструкций можно устраивать дополнительное помещение, но из-за обтекаемой формы его размеры будут не слишком велики.

    Калькулятор расчета длины стропильных ног

    Алгоритм расчета

    Вычисления строятся на теореме Пифагора, которая дает возможность узнать длину гипотенузы, если известны катеты. Одним из них является высота конька, верхнего узла или выступающего края, в зависимости от типа верхней части строения. В калькуляторе достаточно ввести форму конструкции, а не стороны этого треугольника.

    Программа для расчета протяженности стропильных ног способна также определить протяженность откосных элементов шатровой или вальмовой крыши. Однако конструкции должны иметь классический вид.

    Расчет стропильной ноги: длина, пример расчета системы стропил, как посчитать сечение, как рассчитать, определить, вычислить

    С увеличением крутизны элементы становятся значительно длиннее

    Воспользовавшись готовым решением, можно в значительной степени упростить вычислительный процесс. Необходимо лишь ввести исходные данные в пустые поля формы. После нажатия на кнопку начала расчетов удастся получить длину стропил непосредственно в метрах. При желании перевести ответ в сантиметры или миллиметры не составит труда.

    Загрузка…

    Источник: https://HomeMyHome.ru/kalkulyator-rascheta-dliny-stropilnykh-nog.html

Ссылка на основную публикацию