На каком расстоянии укладываются стропила. Расстояние между стропилами двухскатной крыши. Какое расстояние между стропилами двускатной крыши

Как известно, крыша любого строения – это его верхняя часть, которая может соединять в себе защитную и декоративную функции. Защищает крыша в основном от попадания сверху внутрь здания атмосферных осадков, одновременно своим видом, материалом и цветом кровли может подчеркивать архитектурную особенность здания.

Деревянные брусья, из которых состоит жесткий каркас крыши называются стропила, непосредственно на них уже монтируется выбранный кровельный материал.

Как строения несут в себе разные функциональные наполнения (к примеру, жилые дома или производственно-технологические постройки), так и крыши различных зданий отличаются друг от друга. Их форма может напрямую зависеть от климатических условий: от ветровой нагрузки или количества выпадающего снега. Кровлю от последнего сложно очищать, если ее наклон 30 0 и менее, а большая «парусность» высокой крыши может быть серьезной проблемой при порывах ветра более 18 м/сек.

Среди огромного многообразия крыш большинство обычно состоит из кровли и набора строительных конструкций, которые удерживают эту кровлю.

Одними из основных элементов этих конструкций являются, как правило, деревянные брусья, на которые монтируется кровельное покрытие. Эти брусья называются стропилами или фермами. Они же и являются элементами жесткости, определяющими механическую прочность крыши, а также теми направляющими, которые определяют угол наклона кровельного покрытия.

Располагаться стропила могут либо от одной до другой наружной стены здания, с определенным наклоном, либо от центра (конька) крыши до наружной стены. По первому способу устраиваются односкатные кровли, по второму – двускатные.

Можно предположить, что чем ближе друг к другу будут располагаться эти фермы-стропила, тем надежнее будет основание для кровельного покрытия.

Однако избыточное использование материалов утяжеляет конструкцию и ведет к удорожанию строительства. Поэтому вопрос о том, как ставить стропила, – один из основополагающих при проектировании крыши.

Стропила бывают двух видов: так называемые «висячие», опирающиеся своими концами только на наружные несущие стены, и такие, которые опираются одним из своих концов на внутреннюю несущую стену здания или же внутреннюю колонну. Фермы последнего вида называются «наслонными».

Правильное размещение и крепление этих элементов здания является основой того, что верхняя его часть не деформируется под воздействием возможных нагрузок.

Как правильно ставить стропила

Общие положения

При проектировании кровли строения, определяя количество ферм и расстояние между ними, обязательно принимают во внимание необходимое сечение бруса, используемого для устройства стропил, определяют его материал и оптимальную длину стропилины. Обычно на устройство стропил используют брус из деревьев хвойных пород, сечением от 50х150 мм (считается наиболее применяемым) или более.

Длина ферм напрямую зависит от размера коробки здания, типа крыши, а также от ее высоты. Сечение применяемого бруса и расстояние между стропилами задают прочность несущей конструкции для кровли. Расстояние между осями соседних ферм называется и рассчитывается при проектировании кровли. На практике применяемый шаг может принимать величину от 600 до 2000 мм. Указанный шаг взаимосвязан с длиной ферм: чем они короче, тем на большее расстояние между собой их можно установить.

Существует обобщенная методика расчета указанного расстояния. Она заключается в том, что по таблице определяется предварительный шаг стропил. Измерив затем длину свеса кровли одного ската по нижнему краю, полученное расстояние нужно разделить на шаг, определенный по таблице. Полученный результат и добавленная к нему единица после округления в большую сторону будут соответствовать количеству необходимых стропил для одного ската проектируемой крыши.

Точное расстояние между осями «ног» соседних ферм получится при делении длины одного ската кровли на количество стропилин, рассчитанных для него.

Таким образом можно определить, через какое минимальное расстояние можно устанавливать стропилины, чтобы кровельная несущая конструкция соответствовала бы расчетным требованиям по нагрузке.

Однако приведенный метод не учитывает возможные дополнительные нагрузки на конструкцию, связанные с применением разного рода кровельных покрытий, от шифера до ондулина. Не учитывает необходимости организации свободного пространства между фермами для размещения полотен или плит применяемого утеплителя для кровли.

В случае когда планируется использование утепляющих средств, ширина полотен или панелей которых заведомо известна, можно сразу определить, через какое расстояние следует устанавливать стропила. Рекомендуется в таких случаях шаг приравнивать к ширине утеплителя, за минусом от 1,5 до 2 мм.

Рекомендации по выбору шага стропил для разного кровельного покрытия

Для кровли из профнастила шаг выбирается в пределах от 600 до 900 мм. При этом брус рекомендуется оптимального сечения – 50х150 мм.

Для тяжелой кровли из керамической черепицы характерна повышенная нагрузка на стропила, порядка 60 – 70 кг/м 2 . Шаг рекомендуется в пределах от 800 до 1300 мм. Причем он может увеличиваться пропорционально увеличению угла наклона кровли. К примеру, расстояние между фермами должно быть не более 800 мм, если угол наклона кровли не превышает 15 0 . При увеличении указанного угла до 70 0 шаг может быть увеличен до максимума. Сечение бруса для такой кровли рекомендуется от 50х150 до 60х180 мм.

Устройство несущей конструкции кровельного покрытия для металлочерепицы мало чем отличается от стандартного. Материал, по сравнению с керамикой, легче почти в два раза: нагрузка на 1 м 2 не превышает 30 кг. К применению рекомендуется брус с размерами 50х150 мм. Некоторые особенности крепления верхних концов стропил связаны с обеспечением вентиляции металлической кровли для предупреждения появления конденсата.

Шиферная кровля – это для многочисленных зданий оптимальное решение, несмотря на то, что этот материал признан вредным и запрещен к применению в европейских странах.
Рекомендации к установке стропил для кровельного покрытия из волнистого шифера типовые: их ставят в промежутках от 600 до 800 мм, могут быть 50х100 или 50х150 мм.

Для кровельного покрытия из ондулина предлагается выполнять по рекомендациям, действующим для шиферной кровли. Современный инновационный материал ондулин внешне похож на шифер, но легче последнего раз в пять.

Определение межстропильного расстояния для многоскатных (шатровых) крыш производится отдельно для каждого ската. Для строений, у которых «коробка» собрана из бревен или бруса, нижний конец стропилин крепится непосредственно к верхней части наружной несущей стены, а не к специальному брусу, проложенному по периметру верхней части здания (мауэрлату). Такой способ монтажа делает особенно высокой цену ошибки при определении шага стропил, так как устранить подобную ошибку бывает весьма сложно.

Несущая стропильная конструкция для мансардной крыши

Для таких крыш несущие конструкции для кровли обычно выполняются из деревянного бруса. Шаг стропил для ската длиной не более 15 м может быть выбран в пределах от 800 до 1000 мм. Для мансард со скатами длиной более 15 м рекомендуется применять стропила-фермы из металла.

Необходимо заметить, что для всех видов крыш при определении шага стропил следует учитывать наличие существующих вертикальных конструктивных элементов здания, проходящих через чердак и кровлю. К таким элементам относятся печные трубы и воздуховоды. При совпадении расчетной точки установки фермы с местом прохождения существующей трубы или других элементов здания, перенос которых на другую часть чердака невозможен, следует соответственно изменить план размещения стропил.

Если изменение указанного плана по какой-то причине нецелесообразно, рекомендуется стропилину, совпавшую по месту с элементом здания, устроить так, чтобы она прерывалась в месте прохождения трубы. Причем концы этой фермы, обрезанные перед пропускаемой трубой и после нее, должны опираться на соответствующие перемычки, соединяющие соседние стропилины.

Нужно иметь в виду, что узлы такого «перехвата» фермы следует выполнить с необходимой надежностью и качеством, позволяющим соответствовать расчетной надежности несущей конструкции кровельного покрытия.

Следует отметить, что установка стропил – это часть целого комплекса весьма серьезных и очень важных строительных работ по устройству крыши здания. Являясь конструктивным элементом несущей системы кровельного покрытия здания, стропила указываются в плане проекта крыши, который отражает результаты расчетов различных возможных нагрузок.

Такие расчеты должны учитывать всевозможные факторы, оказывающие влияние на проектируемое строение в комплексе:

• необходимую и достаточную высоту и наклон крыши;
• оптимальный материал для устройства кровельного покрытия;
• параметры его размещения на требуемой обрешетке и общий вес кровельного покрытия;
• необходимую несущую способность стропильной конструкции в целом и соответствующие параметры стропилин в частности;
• способ крепления кровли к стенам здания и состояние стен.

И другие столь же важные данные, без учета которых построенное здание и его крыша могут не выдержать разнообразных нагрузок.

Поэтому, чтобы не иметь в результате неумелых действий огорчительных последствий, лучше доверить вопросы, связанные с проектированием и строительством зданий, специалистам-профессионалам, имеющим необходимые опыт и знания. Хотя бы в той части, которая касается расчетов нагрузки на стропильные конструкции.

Срок эксплуатации и итоговая надежность крыши заключаются в правильной подготовительной работе, к которой можно отнести верно выбранное расстояние между стропилами. Именно от этого элемента несущего каркаса напрямую зависит распределение нагрузки на несущий каркас, ошибка в расчетах которого может привести к деформации и обрушению всей крыши. Итак, расчет общего расстояния между стропильными элементами является одной из самых важных задач при планировке и просчете несущего дома.

Основная технология расчета

Шаг стропил – это точное расстояние между двумя ногами одной стропильной фермы. Чаще всего, при частном строительстве, используют расстояние между ногами около одного метра, но точные цифры должны исходить из детального просчета несущей способности выбранного типа кровельной системы. Для того чтобы самостоятельно выполнить такой расчет, необходимо придерживаться следующей схемы действий:

1. Измерив карниз конструкции крыши, необходимо определить общую длину кровельного ската.
2. Полученное значение нужно разделить на подобранный и самый оптимальный шаг стропил. Другими словами, если в стропилах выбран размер ровно один м, то и длину ската необходимо разделить на эту единицу измерения.
3. К получившемуся результату добавляется единица, после чего можно округлить готовое значение. Именно этот метод позволяет определить количество стропильных ферм на одном скате крыши.
4. Теперь стоит разделить длину кровельного ската на полученное количество стропильных ферм, что и позволит определить шаг стропил.

Стоит напомнить о том, что данный способ просчета такого строительного элемента, как шаг стропил, не может считаться предельно точным, ведь при таких расчетах стоит учитывать и особенности выбранного кровельного материала, что может быть проблемой при отсутствии должного опыта в этом деле. Именно по этой причине, ниже будут описаны способы, которые позволят выбрать правильный шаг стропил для популярных кровельных материалов.

Керамическая черепица и монтаж стропил

Главная особенность изготовления и монтажа стропильной несущей системы под черепицу керамического типа заключается в предельно большом весе кровельного материала, который в своей совокупности в десятки раз превышает вес любого кровельного материала.

Как правило, данный тип и размер кровельного материала предусматривает до 60 кг на один квадратный м стропильной несущей системы. Все это становится причиной использования только сухого пиломатериала на крыше, который исключает возможность дальнейшей деформации при высыхании и давлении.

При использовании деревянного бруса на крыше, сечение которого составляет 150х50 мм, шаг между может колебаться от 70 до 120 см.

Кроме того, расстояние между стропильными ногами может зависеть и от общего уклона крыши.

Не стоит забывать и о длине самих ног стропильного типа. Чем больше будет такая длина, тем меньшее расстояние должно быть между ногами стропил, иначе несущий каркас крыши будет лишен максимальной прочности и устойчивости.

Специалисты рекомендуют использовать не более 80 сантиметров шага между стропильными фермами, если уклон крыши составляет до 45 градусов. Отдельное внимание стоит уделить системе обрешетки при использовании керамического кровельного материала на крыше.

Для определения такого шага необходимо учитывать особенности каждого отдельного элемента кровельного материала, а именно каждой плитки черепицы. Для того чтобы выполнить правильный расчет шага обрешетки под такой материал, необходимо от скатной длины отнять длину самого нижнего ряда и то расстояние, какое находится между последним бруском и рядом обрешетки.

Как правило, все разновидности такого кровельного материала имеют длину не более 40 см. При укладке плитки монтируются внахлест, что отнимает у нижнего ряда до 9 см. Другими словами, правильный шаг при таком расчете составляет от 31 до 35 см.

Металлическая черепица и способы укладки

Как правило, применение металлической черепицы при частном строительстве считается самым распространенным, на что имеется целый ряд причин и положительных характеристик данного кровельного материала на крыше.

Если сравнить такой материал кровельного типа с тем, какой был описан выше, то можно отметить несколько разительных отличий, каждое из которых можно смело считать положительной особенность материала. Во-первых, стоит напомнить о простоте и скорости монтажа такого материала, какой выполнен в листовом типе, позволяя покрывать значительный участок крыши за один раз.

Второй особенностью металлической черепицы на крыше можно считать предельно маленький вес материала, что положительно отражается на монтаже, работе на крыше и нагрузке на несущий каркас кровельной системы.

Эту особенность можно считать самой главной, ведь она отвечает за меньшие затраты труда и времени при организации стропильной несущей системы. При использовании данного кровельного материала применяют шаг стропильных несущих ног от 60 до 95 см, ведь сниженный вес и размер кровли не требует высоких параметров сопротивляемости нагрузке.

При таких показателях стоит использовать теплоизоляционный материал, толщина которого не менее 15 см, который укладывается между стропилами. При организации , толщина изоляционного материала должна или может быть большей, ведь это необходимо для обустройства жилого этажа на чердачном помещении. Это влияет и на такой элемент, как толщина материала, который используется для изготовления стропильных несущих ног.

Все это говорит об отсутствии значимых отличий в стропильной системе под металлическую черепицу на крыше. Данный кровельный материал предусматривает стандартные знания об устройстве стропильной и кровельной систем, ставить которые просто необходимо. Главным отличием такой системы может быть крепление опоры верхнего типа к коньковому прогону, а не через сам брус конькового типа.

Полученное через монтаж стропильных ног свободное пространство вверху системы идеально подходит для вентиляции всего подкровельного пространства,какое металлическом кровельном материале часто покрывается конденсатом.

В том случае, когда проводятся изменения в крыше старого деревянного дома, необходимо полностью удалить мауэрлат, заменив его распространенным венцом верхнего типа. В таком венце необходимо ставить метки и сделать выборки с нужным шагом, в которые и будут устанавливаться элементы стропильных несущих ног. Это позволяет более точно рассчитать шаг стропильных несущих ног и произвести их монтаж.

Профнастил и определение расстояния между стойками

При использовании такого кровельного материала, как профнастил, расчет правильного шага стропильных несущих ног составляет 60-90 см, что практически совпадает со всеми описанными типами конструкций и кровельных материалов.

При необходимости ставить больше расстояние между элементами стропильных ног, необходимо подстраховаться поперечными элементами обрешетки с большей толщиной и сечением. Это позволит укрепить всю несущую конструкцию, что позволит продлить срок службы всей кровли. Шаг между составляет около 50 сантиметров, при использовании доски, размер которой не менее 10 сантиметров.

Когда дело доходит до такого момента, как расчет обрешетки на стропильной системе, то не стоит забывать о том, что последняя доска должна быть толще на 1,5 сантиметра, чем все остальные элементы системы. Перед тем, как ставить элементы обрешетки стоит помнить о наличии дымохода и специальной системы, которая должна быть на каждой крыше. Это позволит сэкономить время на расчет и переделку стропильной системы, и обрешетки в целом.

Ондулин и методы монтажа конструкции

Как и в вышеописанных случаях, ондулин предусматривает расчет шага стропильных несущих ног от 60 до 100 см, что делает такие размеры стандартными, при использовании самых популярных кровельных материалов.

Сами стропильные фермы изготавливаются из пиломатериала сечением 200х50 миллиметров, чего вполне достаточно для того, чтобы прочность и надежность стропильной системы находились на максимальном уровне, а ставить их было просто. Сразу стоит отметить тот факт, что описываемый кровельный материал нуждается в сплошной системе обрешетки, что позволит материалу качественно сопротивляться нагрузкам от снежных толщ, а также солнечному воздействию.

В некоторых случаях можно использовать и прореженный тип обрешетки, расчет которой довольно прост, если для этого используется деревянный брус, шаг между элементами которого составляет не более 30 см. Как правило, такой вариант требует больших затрат, чем необходимо для устройства сплошной обрешетки. Другими словами, применять прореженный тип системы в таком случае неактуально.

Шифер и стропильная конструкция под него

Как правило, шиферное покрытие считается самым распространенным в нашей стране. Причиной такого показателя можно считать предельно низкую стоимость материала, простоту и скорость монтажа, а также возможность замены отдельных листов при повреждении отдельных участков кровли.

Расстояние между стропилами под такой тип кровли должно составлять 80 см. Именно такое расстояние считается самым оптимальным решением при сочетании нагрузки от веса шиферных листов.

Обрешетка в такой системе нужна прореженного типа с использованием доски или бруса любого типа, но определенного сечения, которое не должно быть менее 30 мм. Такая толщина доски или бруса нужна для качественного и правильного распределения веса от самого кровельного материала, а также от зимних осадков.

Не стоит забывать о постоянном запасе прочности при организации стропильной системы, что может потребоваться при непредвиденных обстоятельствах, связанных с механическими нагрузками и непогодой. Все остальные особенности стропильной и обрешеточной системы не имеют особых отличий от перечисленных выше вариантов. Другими словами, под все остальные типы покрытий мы определяем расстояние аналогично, как для вышеуказанной кровли.

Двухскатная крыша – одна из самых распространенных и универсальных конструкций кровли строений различного назначения. Их можно делать как холодными для нежилых чердачных помещений, так и утепленными для мансардных комнат.

Важно. Дом имеет два главных архитектурных элемента, играющих решающую роль в долговечности и безопасности эксплуатации: фундамент и крыша. Во время их проектирования нужно в точности выполнять все требования строительных норм и правил.

Проектированием и строительством стропильной системы могут заниматься только профессионалы. Они должны иметь глубокие теоретические знания и большой практический опыт выполнения подобных работ, только практика позволяет принимать оптимальные решения по ходу строительства.

Каждый дом имеет свои индивидуальные особенности, каждая партия пиломатериалов отличается по прочности, каждый несущий узел может изготавливаться и фиксироваться различными способами. Все это влияет на устойчивость стропильной системы, повышает или уменьшает сметную стоимость крыши и т. д. Нужно добиваться такого варианта, чтобы стропильная система была максимально простой в строительстве и при этом одновременно надежной и дешевой.

Есть очень много различных мнений неопытных застройщиков о том, как выбирать расстояние между стропилами. Некоторые на полном серьезе дают советы по выбору этого параметра для каждого вида кровельного материала: натуральной или искусственной штучной черепицы, металлочерепицы и профнастила, мягких битумных или шиферных покрытий На самом деле все это не так, архитекторы никогда не ставят в исходных данных во время расчета шага стропильной системы тип кровли.

Физические свойства кровельных материалов, совместно и иными факторами, оказывают влияние не на расстояние между стропилинами, а на их размеры и дополнительные конструктивные элементы стропильной системы для повышения устойчивости конструкции, среди которых:

• вертикальные опоры;
• горизонтальные прогоны;
• угловые подпорки;
• ригели и прочие специальные элементы.

В конструкции крыши деревянного дома множество различных элементов, каждый из которых выполняет свою функцию и фиксируется определенным образом. Чтобы узнать подробно, из каких элементов состоит крыша деревянного дома, . Вы найдете не только описание элементов, но и лучшие практические советы!

Перед началом расчетов инженеры имеют исходные данные (техническое задание) по всей системе, с учетом этих величин рассчитываются остальные параметры. В числе исходных данных есть и шаг стропилин, он известен до начала проектирования и не изменяется в окончательном проекте. Что именно влияет на этот параметр?

Важно. Шаг стропильных ног измеряется между осями, при выборе окончательного параметра нужно принимать во внимание толщину досок. Для монтажа утеплителя важное значение имеет расстояние между боковыми плоскостями, а не осями стропилин.

Какое влияние на расстояние стропилин оказывает тип кровельных материалов

На этом вопросе необходимо подробно остановиться, довольно много застройщиков не до конца понимают проблему. Для ответа нужно знать принципиальные отличия материалов и их влияние на расстояние и расчет стропил. Подчеркнем, что имеются в виду не эксплуатационные характеристики кровельных покрытий или их дизайнерский вид, а именно конструкционные и физические различия.

1. Линейные размеры. Больше всего размеры у металлических покрытий, может достигать восьми метров.

   

   

   Все эти материалы имеют принципиально разные методы фиксации к стропильной системе. Но никакого влияния на шаг стропилин они не оказывают.

2. Прочность на изгиб. Есть ошибочное мнение, что для гибких кровельных материалов нужно уменьшать шаг, это не так. Ни одно кровельное покрытие не фиксируется непосредственно к стропильным ногам, для этого изготавливается обрешетка, при ее обустройстве учитываются способы крепления. Причем для некоторых видов кровельных покрытий нужно очень точно контролировать – материалы имеют точно предусмотренные во время изготовления места фиксации.

   

3. Вес. На расчет стропильной системы оказывают влияние только тяжелые покрытия: штучная черепица и асбестоцементный шифер. Все остальные типы кровель имеют настолько незначительную массу, что она не учитывается при проектировании конструкции.

   

Цены на различные виды черепицы

Черепица

Алгоритм расчета стропильной системы

Как уже выше упоминалось, расстояние между стропилинами задается на начальном этапе и зависит от характеристик утеплителей. Они влияют еще на один их важный параметр – ширину досок.

Она должна учитывать минимальную толщину утеплительного слоя с учетом климатической зоны расположения здания. Если в холодных регионах утеплитель должен иметь толщину 20 см и более, то для более теплого климата достаточно 10 см утеплителя. Соответственно, ширина доски для стропилин от 20 см до 10 см.

Практический совет. Всегда нужно учитывать стоимость пиломатериалов. Есть варианты, когда намного выгоднее для стропильных ног использовать доски шириной 10 см, а глубину ниши под утеплитель увеличивать за счет наращивания обыкновенными тонкими низкокачественными. Но во всех случаях главный критерий размеров – возможность держать максимальные расчетные нагрузки.

Расчет стропилин выполняется в несколько этапов.

Определение усилий на крышу

На скат кровли действуют несколько видов нагрузок, они имеют различное значение и свои особенности влияния на прочность системы.

1. Постоянные нагрузки. Имеется в виду вес строительных материалов для стропильной системы и масса кровельных покрытий. Если в качестве покрытий будут применяться тяжелые виды материалов, то их масса обязательно учитывается.

   

   Что касается легких металлических листов, это необязательно.

   

   Дело в том, что крыша относится к особо важному конструктивному элементу здания, а они имеют запас прочности не менее 140%. Это значит, что конструкция может выдерживать нагрузки почти в полтора раза больше от расчетных. Максимальные нагрузки на крышу создает снег и ветер. Значения этих усилий измеряются сотнями килограммов, а масса металлических листов всего несколько килограмм на квадратный метр. Коэффициент запаса прочности полностью перекрывает возможное увеличение усилий.

   

2. Переменные нагрузки. К ним причисляются снеговые и ветровые усилия, они размещаются в таблицах, имеющихся в строительных нормах и правилах. При этом учитывается расположение строения (в городе или на открытой местности), этажность, форма крыши и т. д. Нужно иметь в виду, что в последнее время климат стремительно меняется, а в таблицах сведения пятидесятилетней давности. Применять их не очень корректно, лучше брать данные из сводок гидрометцентра своего региона.

   

   

Максимальные постоянные и временные нагрузки суммируются и увеличиваются примерно на 40% для создания запаса прочности всех несущих элементов. Коэффициент запаса можно учитывать и по другой методике. После выполнения всех инженерных расчетов определяются линейные параметры стропилин, в окончательном варианте они умножаются на коэффициент 1,4, результаты используются во время создания рабочих чертежей стропильной системы. Каким способом пользоваться не имеет значения, главное соблюдать точность математических расчетов, а выполнить их может лишь специалист со специальным техническим образованием.

Методика прописана в СНиПе 2.01.07-85, в него внесены изменения некоторых формул, принятые в 2008 году. Перед тем как принимать во внимание расстояние между стропилинами, следует узнать все нагрузки, действующие на них.

Снеговые нагрузки

Цены на снегозадержатели

Снегозадержатель

Инженеры пользуются формулой

Формула 1. Определение снеговой нагрузки

Мы уже упоминали, что нормативная нагрузка может значительно отличаться от фактической, в связи с этим рекомендуется применять более современные данные. Что касается угла наклона крыши α, то этот параметр задается в исходных технических условиях на проектирование стропильной системы. Коэффициент µ определяется по формуле

Формула 2. Определение µ

Одна составляющая нескольких усилий на стропила определена, теперь следует переходить к остальным видам нагрузок.

Важно. Обратите внимание, что снеговые нагрузки в зависимости от климатического региона колеблются в пределах 120–180 кг/м2. Теперь должно быть понятным, почему вес легких кровель можно игнорировать, их усилия примерно 5–7 кг/м2, это в пределах математической ошибки. Кроме того, применяется коэффициент запаса прочности. 40% от 180 кг составляет 72 кг, эта величина намного больше массы металлических кровель и уже учтена во время расчетов стропилин на прочность.

Ветровые нагрузки

Эти усилия могут достигать существенных величин и обязательно принимаются во внимание при расчете параметров стропильных ног. При этом различаются два вида ветровых нагрузок. При наклоне скатов более 30° ветер пытается их опрокинуть, с большим усилием давит на подветренную сторону крыши. Если уклон небольшой, то из-за разностей скорости движения воздушных потоков появляется подъемная сила, отрывающая кровлю от мауэрлата. Ветровые нагрузки определяются по формуле

Коэффициент ветрового давления по высоте включает несколько факторов. Все они имеют сложную методику расчетов, которые выполняются грамотными инженерами-термодинамиками.

Для облегчения расчетов в нормативных документах есть готовая таблица, конкретный коэффициент выбирается в зависимости от:

• высоты здания;
• типа местности (открытая или закрытая);
• высоты городских застроек.

Аэродинамический коэффициент может быть больше единицы или меньше единицы. В первом случае ветровая нагрузка увеличивается, во втором немного уменьшается. Для большинства зданий делаются упрощенные расчеты по ветровым нагрузкам, принимается, что коэффициент равен 0,8.

Масса элементов стропильной системы и кровли

С учетом особенностей обрешетки и материалов изготовления стропильных ног их общая масса может увеличивать значения нагрузок на систему в пределах 30–50 кг/м2. Как уже упоминалось, этот параметр можно игнорировать. Большой коэффициент запаса делает крыши универсальными, их можно покрывать любыми видами кровельных материалов.

Расчет стропильных ног

Расстояние между ними имеется в техническом задании на проектирование, является стабильной величиной и прописано в техническом задании на проектирование. Далее следует узнать линейные размеры стропилин, чтобы они выдерживали максимально возможные во время эксплуатации усилия. Распределенная нагрузка на погонный метр ноги определяется по формуле

У нас имеются все исходные данные для расчета распределенной нагрузки.

Теперь можно переходить к подбору оптимального сечения стропильной ноги. При этом следует руководствоваться таблицей ГОСТа 24454-80, в которой указаны стандартные размеры пиломатериалов (толщина и ширина).

Номинальные размеры толщины и ширины обрезных пиломате­риалов с параллельными кромками и толщины необрезных и обрезных пиломатериалов с непараллельными кромками

Обязательно следует ознакомиться с таблицей, это нужно для понимания методики выбора досок. К примеру, при толщине 16 мм максимальная ширина доски 150 мм, а при толщине 75 мм максимальная ширина увеличивается до 275 мм.

Нужно задать ширину сечения доски и с учетом этого параметра рассчитать высоту. Используется формула

Она подходит для случаев, когда уклон крыши α < 30°.

Если угол наклона ската α > 30°, то нужно пользоваться формулой

• H – искомая высота доски для стропилины;
• Lmax – расстояние между самыми удаленными точками упора стропилины. Для небольших скатов равняется расстоянию от конька до мауэрлата, в других случаях нужно устанавливать различного типа упоры и измерять расстояние с учетом их расположения;
• Qr – распределенная нагрузка на стропильную ногу, она вычислялась ранее;
• B – толщина доски, выбирается произвольно с учетом индивидуальных особенностей стропильной системы;
• Rизг – нормативные показатели сопротивления древесины на изгиб.

Зависят от качества пиломатериалов и сорта древесины, берутся из таблиц государственных стандартов. Качество пиломатериала играет решающую роль в показателях сопротивления пиломатериалов на изгиб.

К примеру, если для первого сорта сосны Rизг = 140 кг/см2, то для третьего сорта этот параметр уменьшается до 85 кг/см2. Нормативы жестко регламентируют радиус изгиба крыши, если он слишком маленький, то велики риски образования протечек из-за нарушения целостности кровельных покрытий. Для всех элементов крыши величина прогиба не может превышать L (длина рабочего участка)/200.

В СНиПе есть формула проверки условия, при котором прогиб не превышает установленные нормы

Если сумма превышает единицу, то необходимо увеличивать толщину или ширину стропильной ноги.

Пример расчета

Известно количество стропилин, эта величина всегда определяется с учетом необходимого расстояния между ними. В нашем случае шаг 80 см, угол наклона ската 35°, длина рабочего участка 280 см. Стропильная система изготавливается из сосны, радиус изгиба этого материала первого сорта 140 кг/см2. В качестве кровельного материала будет использоваться штучная цементно-песчаная черепица. Это очень тяжелый материал, его вес рекомендуется принимать во внимание. Масса квадратного метра черепицы достигает 50 кг. Теперь все исходные данные известны, можно приступать к расчетам.

С учетом климатической зоны суммарная ветровая и снеговая нагрузка равняется 253 кг/м2, к ним следует прибавить вес черепицы, итого получается 303 кг/м2. Распределенная нагрузка на стропилину вычисляется по формуле и в нашем случае составляет 242 кг/м2. Планируется стропилины делать толщиной 5 см, нужно найти их ширину.

Применяем формулу

Используется именно эта формула из-за того, что угол наклона ската более тридцати градусов. Теперь осталось проверить, не будет ли превышен максимально допустимый радиус прогиба стропилины. Если значение менее единицы – все в норме. Если оно более единицы, то необходимо увеличивать линейные размеры досок.

Цены на брус

Когда нужно рассчитывать расстояние между стропильными ногами

Такая необходимость возникает очень редко и в основном касается нежилых помещений. К примеру, застройщик уже имеет доски для изготовления стропильной системы, ему необходимо знать, на каком расстоянии фиксировать стропила, чтобы крыша выдерживала расчетные нагрузки. То есть, нужно делать обратный расчет. Если в стандартной ситуации расстояние известно и с учетом этих параметров подбираются размеры досок, то во втором случае все наоборот. Известны размеры стропильных досок, нужно определить шаг стропилин. Делается это в таком порядке.

Зная общую нагрузку на крышу и максимальную нагрузку на одну стропилину простым арифметическим действием определяем количество стропильных ног. Разумеется, все округления делаются в большую сторону, излишек запаса прочности стропильной системе никогда не повредит. Последний этап – длина ската крыши делится на минимальное количество стропилин и получается расстояние между ними. Округления нужно делать в сторону уменьшения шага.

Видео – Выбор расстояния между стропилами

Расстояние между стропилами под металлочерепицу в обязательном порядке учитывает усилия, складывающиеся из ветровой, снеговой нагрузки, собственного веса конструкций, кровли. Кроме того, влияют на шаг стропил под металлочерепицу следующие факторы:

• расположение труб – деревянные элементы кровли должны отстоять от дымохода на 25-35 см, не должны мешать прямым траекториям вентиляционных каналов, фановых труб;
• конфигурация кровли – необходимо наличие стропильной ноги в месте примыкания конька щипцовой, шатровой крыши.

Все деревянные элементы стропильной системы изготавливаются из деревьев хвойных пород, влажность которых не превышает 20%.

Шаг стропильных ног вычисляется на этапе проектирования для составления сметы. Это значительно снизит количество отходов, обрезков кроя пиломатериалов.

Что нужно знать при выборе оптимального расстояния между стропилами?

Схема кровли с висячими стропилами.

Собрав при прочностном расчете присутствующие нагрузки, проектировщик равномерно распределяет их на несущие стены. Принцип вычисления одинаков для наслонных, висячих стропил, отличаются лишь схемы крепления элементов в коньке, на мауэрлате.

Минимальный, максимальный шаг деревянных стропил под металлочерепицу регламентируются 0,7 м, 1,2 м соответственно.

При выборе шага 60 – 100 см длина стропил не может превышать 6 м, с ее уменьшением допускается разбежка до 1,2 м. Если поставить ноги чаще 60 см, это излишне утяжелит кровлю, увеличит бюджет строительства. Если увеличить шаг больше 1,2 м, резко снизится несущая способность, ресурс конструкции.

Сплошная обрешетка из деревосодержащих плит добавляет прочность, жесткость стропильной системы. При этом допускается увеличение шага на 0,3 – 0,2 м по сравнению с периодической обрешеткой из бруска либо обрезной доски. Однако для экономии бюджета строительства сплошная обрешетка для металлочерепицы используется крайне редко. Материал обладает достаточной прочностью, жесткостью за счет дополнительных поперечных ребер профиля.

Шаг больше 1,2 м не используется даже при применении стропил из металлопроката, несмотря на достаточный запас прочности материала. Это обусловлено возможным прогибом листов кровли во время обильных снегопадов, ураганного ветра.

Сечение бруса, из которого выполнены стропильные ноги, тоже влияет на шаг стропил, поскольку изменяется площадь опирания обрешетки, вес кровли. Оптимальным вариантом считается брус 150 х 50 мм с разряженной обрешеткой с шагом 4 – 7 см в зависимости от шага поперечной волны.

Пример расчета для двускатной крыши

При выполнении проекта специалистами на начальном этапе известен кровельный материал. Для того чтобы узнать рекомендуемый шаг стропил, можно воспользоваться таблицами СНиП, после чего скорректировать значение в соответствии с эксплуатационными условиями. Пример таблицы приведен ниже:

Табличные значения соответствуют стропилам простых одно- двускатных крыш. Вначале выбирается сечение ноги, длина элемента, расстояние между центрами бревна, бруса получается автоматически. На следующем этапе длина ската в коньке делится на шаг стропил с добавлением единицы. Таким образом, подсчитывается количество ног с округлением числа в большую сторону. Затем остается скорректировать расстояние между деревянными стропилами по факту. Например, при длине конька 7,5 м, стропильной ноге сечением 16 х 2 см (доска) длиной 4 м получится:

7,5/0,7 = 10,7 + 1 = 11,7 шт. округляем до 12 стропил.

Уточнение размера позволяет вычислить межцентровое расстояние для монтажа после установки крайних ног:

7,5/12 = 62,5 см.

Слуховые окна располагают между соседними стропилами, в местах прохождения труб, дымоходов ноги смещают на расстояние, указанное в СНиП. Все остальные элементы системы остаются на местах, область примыкания к трубам при необходимости усиливается:

• в две соседних ноги врубается лежень;
• короткое стропило врубается в него одним концом, второй примыкает в коньке к элементу противоположного ската;
• смещенные ноги в верхней части опираются на коньковый прогон, закрепленный к двум стропильным фермам как минимум.

Таким образом, система получает необходимую жесткость без потери несущей способности, соблюдаются требования пожаробезопасности деревянных деталей крыши.

Материал стропильных ног

Материалом стропил чаще является брус 25 х 10 см – 15 х 4 см, позволяющий снизить бюджет строительства.

При выборе пиломатериала естественной влажности застройщик гарантированно получает усадку конструкции в первые полтора года на 5-7 см по высоте. Увеличив пункт сметы на обустройство стропильной системы на 70%, можно приобрести клееный брус, значительно снизив конструкционные нагрузки, повысить ресурс крыши вдвое.

Расстояние между стропилами останется неизменным, однако вместо строганного бруса 17,5 х 5 см, рекомендуемого строительными нормами для пятиметровых ног, расставленных через 0,6 м, можно обойтись клееным брусом меньшего сечения 15 х 4 см. Снизятся транспортировочные затраты, облегчится работа на высоте, крой материала.

Сборными стропилами из досок пользуются при одноименной схеме крепления ферм вальмовой крыши. Верхние скаты выполняются из одиночных досок, нижние из трех досок, сшитых саморезами со смещением в рядах.

Выбор металлических стропил оправдан при сложной конфигурации кровли, обилии вентиляционных труб, дымоходов, обойти которые с соблюдением требований СНиП, пожаробезопасности не представляется возможным. В этом случае шаг между стропилами максимально увеличивается, так как металлопрокат гораздо прочнее пиломатериала.

Если стропила крепятся в нижней части к мауэрлату, шаг ног не критичен, элементы могут при необходимости смещаться на нужное расстояние в любую сторону. Если используется схема опирания на затяжки, являющиеся балками перекрытия, сместить отдельные элементы гораздо сложнее. В этом случае увеличивается количество отходов кроя при обшивке чернового потолка, пола чердачного либо мансардного помещения.

Надежность крыши и срок ее эксплуатации, главным образом, зависят от того, насколько правильно сделаны расчеты.

Одним из важнейших параметров стропильной системы является то, насколько далеко друг от друга расположены стропила.

Ведь распределение нагрузки на каркас зависит именно от этого нужного параметра.

Если расчет будет произведен неверно, то может произойти деформация и крыша обрушится.

Поэтому крайне важно выполнить точный расчет интервала между при составлении проекта крыши.

Основные положения расчета

Шагом стропил называется расстояние от одной стропильной ноги до другой.

При строительстве крыш частных домов эта величина равняется 1 метру.

Но это цифра приблизительная.

Чтобы получить точный размер интервала, необходимо выполнить расчет несущей способности стропильной системы выбранного типа.

Для выполнения правильного расчета следует использовать следующую схему:

• вначале необходимо определить, какова длина кровельного ската;
• теперь полученную цифру следует разделить на величину ориентировочно выбранного стропильного шага. Если вы предварительно выбирали его значение в 1 метр, то надо делить на 1.

  Если выбирали 0,8 - то делить следует на 0,8 и т.д.;

• после этого к полученному результату прибавляют единицу и округляют полученное значение в большую сторону. Это действие необходимо для того, чтобы получить точное количество стропил, которые нужно будет установить на один скат;
• общую длину ската нужно разделить на количество стропильных ног, полученное при предыдущем расчете. И получаем точное расстояние между ними.

Чтобы лучше все понять, давайте рассмотрим пример.

Измерив длину ската кровли, получили 27,5 метра.

Выбираем шаг 1 метр, чтобы удобнее было считать.

Дальнейшее вычисления будет выглядеть так:

Теперь прибавляем единицу 27,5 м +1 = 28,5 м.

Округляем в большую сторону до ближайшего значения и получаем число 29.

То есть на один скат нашей кровли необходимо установить 29 стропильных ног.

Теперь длину кровли делим на их количество: 27,5/29=0,95 м.

Значит, в нашем случае шаг стропильных ног должен составлять 0,95 метра.

Это общий расчет.

При котором не учитывается особенность конкретного кровельного материала.

А он может существенно изменить этот параметр.

Когда вы будете знать, какой именно материал вы будете на кровле использовать, в порядок расчета придется внести некоторые изменения.

Оптимальное и минимальное значение

Шаг является расчетной единицей.

Ведь он зависит, прежде всего, от нагрузки на каркас крыши и сечения стропильных ног.

Можно взять для их сооружения толстую доску и интервал между ними сделать 120 см.

При таком расстоянии может начать прогибаться обрешетка.

Да и утеплитель как укладывать?

Ведь у большинства материалов ширина равняется 1 метр.

Вот и принимают при расчете примерный шаг в 1 метр.

Минимальное расстояние между составляет 70 см.

А для получения оптимального значения под каждый материал необходимо выполнять расчет.

Определение шага для односкатной крыши

Односкатная кровля является самой простой.

Ведь в стропильной ферме такой крыши имеются только стропильные ноги.

Никаких подкосов, стоек, раскосов в ее конструкции нет.

Устраивают такую крышу обычно на гаражах, пристройках, банях.

Для того, чтобы определить шаг стропил на односкатной кровле, можно воспользоваться таблицей:

Как видно из таблицы, стропильный шаг зависит от их длины и сечения.

Расстояние между стропилами для двускатной крыши

Двускатная кровля встречается намного чаще, чем крыша односкатная.

И объяснить такую популярность просто: конструкция очень проста, но при всей простоте двускатная крыша отличается своей надежностью.

Ее конструкцию легко подстроить под любые климатические условия и любой кровельный материал.

При расчете шага стропил двускатной кровли, все выполняют по общей системе расчета (см. выше).

Если скаты имеют одинаковую длину, то достаточно выполнить расчеты для одного ската.

Если же скаты разной длины, то расчет выполняют для каждого ската.

Следует помнить, что предельные значения 70 и 120 см.

Каков шаг в зависимости от материала кровли

Ондулин

Если в качестве кровельного материала будет использоваться ондулин, то стропильная система сооружается из сосновых досок сечением 50 х 200 мм, а стропила должны располагаться на расстоянии не менее 60 см и не более 90 см друг от друга.

Сверху настилается обрешетка из бруса сечением 40 х 50 мм.

Металлочерепица

Кровля из металлочерепицы при строительстве загородных домов используется чаще всего.

Потому, что этот материал намного легче керамической или цементной черепицы.

Хотя по внешнему виду очень на нее похож.

Небольшой дает возможность использовать при создании стропильной системы доски меньшего сечения, а для обрешетки использовать более тонкие бруски.

Снижение размеров элементов системы стропильных ног, в свою очередь, снижает нагрузку на стены здания и его фундамент.

При строительстве стропильной системы под металлочерепицу стропила монтируют с шагом 60 - 95 см.

Сечение материала составляет 50 х 150 мм.

По мнению экспертов, если в промежуток между стропилами поместить утеплитель, имеющий толщину 150 мм, то в чердачном помещении будут созданы наиболее комфортные условия для проживания.

Для обеспечения вентиляции пространства, где уложен утеплитель, при монтаже стропильной системы сверят отверстия около верхней кровли диаметров 12 мм.

Технология изготовления стропильной системы под металлочерепицу от технологии изготовления каркаса под другие кровельные материалы существенно не отличается.

Единственное ее отличие — это монтаж в верхней части.

Монтирование верхней опоры производят не на коньковый брус сбоку, а на коньковый прогон.

Наличие свободной зоны между стропилами позволяет воздуху полноценно циркулировать под настилом, что способствует предохранению от образования конденсата.

Керамическая черепица

Конструкция системы под керамическую черепицу имеет свои особенности.

Ведь для изготовления такого кровельного материала используют глину.

А это очень тяжелый материал.

Если сравнить металлочерепицу и черепицу керамическую, то последняя весит в 10 раз больше.

Соответственно, и стропильная система существенно отличается.

На 1 квадратный метр поверхности кровли приходится нагрузка в размере 40 — 60 кг в зависимости от производителя и марки изделия.

Стропила для такой каркасной системы изготавливают из древесины, которая прошла длительную сушку.

Такая древесина должна иметь влажность не больше 15%.

Используется брус, имеющий сечение 50 х 150 или 60 х 180 мм.

Так надежнее.

А расстояние между может составлять 80 — 130 см.

Точно значение можно назвать, если известен угол наклона скатов.

Если угол наклона будет равен 15 градусов, то шаг стропил будет равняться 80 см.

А если угол наклона, например, будет составлять 75 градусов, то шаг может быть больше - 130 см.

Больше 130 см интервал между стропилами не делают.

Также при вычислении шага стропил учитывается их длина.

Чем больше дина, тем меньше расстояние между ними.

Чем короче стропильные ноги, тем больше можно делать расстояние.

Если угол наклона составляет 45 градусов, то кровельщик может безопасно по крыше передвигаться, если шаг стропил составляет 80 см.

Профнастил

При создании стропильной системы под профнастил минимальное расстояние между составляет 60 см.

Максимальная величина - 90 см.

Если по каким-либо причинам шаг стропил составил больше 90 см, то возникает необходимость в установке поперечных досок большого сечения.

Сами стропильные ноги могут иметь сечение 50 х 100 или 50 х 150 мм.

Шифер

Несмотря на появление большого количества новых кровельных материалов, асбоцементный шифер остается одним из самых популярных.

Если на крышу планируется укладывать шифер, то стропила должны иметь сечение 50 х 100 либо 50 х 150 мм.

Расстояние между ними делают не меньше 60 и не больше 80 см.

Обрешетку изготавливают из бруса, имеющего сечение 50 х 50 мм или доски сечением 25 х 100 мм.

При устройстве любой строительной конструкции следует помнить, что существуют еще непредвиденные ситуации.

И, поэтому, при и расстояния между ними необходимо предусматривать запас прочности.

Видео о монтаже стропильной системы.