Расчет деревянных стропил крыши

Расчет деревянных стропил крыши

Чтобы рассчитать не только количество, но и прочность деревянных стропил для крыши воспользуйтесь данным калькулятором.

Для того чтобы провести расчет необходимо ввести параметры в определенные ячейки, которые находятся в окошке слева «Исходные данные», и соответственно получить результат в окошке «Результат» справа.

Для определения условий эксплуатации стропил, вам нужно ввести такие значения как: длина и высота стропил, шаг, и срок службы стропил.

Определить характеристики стропилин вам поможет расчет с введением таких параметров: материал, ширина и высота стропилины, а также сорт древесины и пропитка.

Нагрузка на стропилины рассчитывается по таким параметрам: нормативная нагрузка, расчетная нагрузка, и коэффициент.

Если у вас какой-то параметр идет дробным числом, не бойтесь его вводить, формула запрограммированная под расчет с легкостью и точностью рассчитает все необходимое.

Второй этап: Определение ветровой нагрузки на крышу.

Для этого используется карта ветровых нагрузок Российской Федерации (см. рисунок).

По карте определяется номер соответствующего региона и значение ветровой нагрузки в данном регионе. Вычисленное таким образом значение ветровой нагрузки необходимо умножить на поправочный коэффициент (k), величина которого берется из нижеприведенной таблицы:

Небольшое пояснение по столбцам таблицы поправочного коэффициента k: А – открытые побережья водохранилищ, озер и морей, а также пустыни, лесостепи, степи и тундры; В – местности, равномерно покрытые препятствиями, такими как, лесные массивы, городские застройки и т. п.

Касаемо онлайн-калькуляторов

Как упоминалось выше, существует большое количество калькуляторов, которые делятся на две группы:

  • для профессионалов;
  • для обычных пользователей.

Профессиональные

К первой категории относятся сложные программы, для пользования которыми надо пройти обучение. Для получения более точного результата придётся вносить в него большое количество точных данных. Сразу обозначим, что такие калькуляторы для стропил являются платными. Хотите ими воспользоваться, придётся заплатить.

Поэтому для обычных потребителей были разработаны простейшие программы расчёта стропил, находящиеся в свободном доступе, они бесплатные. Пользоваться ими можно в онлайн-режиме, можно скачать себе на компьютер. Для проведения расчётов не требуется большое количество вводных данных. Обычно это размеры крыши, угол её наклона, вид, количество скатов и прочие значения, которые легко можно или замерить, или найти в проекте здания.

Добавим, что переменные нагрузки калькуляторы стропильных систем также учитывают. Для определения снегового воздействия надо внести регион, где возводится постройка. То же самое касается ветровых. Вносится регион, высота крыши до конька, тип местности (открытая, закрытая, район города).

Калькулятор стропил для обычных пользователей

Понятно, что калькуляторные программы простейшего вида не дают высокой точности конечного результата. В этом плане профессиональные системы лучше, но они сложны. Обычным обывателям с ними не совладать. Практика показывает, что сегодня чаще потребители обращаются к калькуляторам простым, не желая платить за производимые расчёты. Поэтому на строительных порталах, выложенные программы усовершенствуются. Но даже простейшие из них позволяют сделать расчёт самостоятельно. Погрешностей не избежать, они не столь значительны, особенно если возводится здание невысокое – в пределах 2–3 этажа.

Сложности иногда встречаются, это относится к таким крышам, как шатровая или вальмовая. Во всех калькуляторах шатровая конструкция рассчитывается, если сооружается классическим способом – над домом квадратного периметра. Вальмовая должна иметь одинаковую крутизну боковых и вальмовых скатов. Если в конструкции дома эти оговорки не присутствуют, то калькулятор выдаст конечный результат с увеличенной погрешностью.

Необходимо добавить, онлайн-калькуляторы обычно определяют длину стропил от конька до мауэрлата. Если стоит задача рассчитать длину со свесом крыши, то придётся воспользоваться другой программой, более точной и профессиональной. Есть калькуляторы с простой программой отдельного типа где производится расчёт удлинённой части. Получается, чтобы точно провести расчётные выкладки, используя калькуляторы в интернете, нужно нередко пользоваться разными программами. Это затрудняет расчётный процесс. Поэтому многие потребители просто берут любую программу, производят в ней требуемые манипуляции с вводными данными, получают необходимый результат, добавляют к нему 10%. Проблема этим решается.

Какие программы для проектирования крыш существуют

Раньше строители перед тем, как приступить к работе по оборудованию крыши домов, должны были нарисовать схему. На основании рисунка осуществлялись замеры необходимых параметров, которые переносились на предварительно подготовленный план, нанесенный на лист бумаги. Людям современности повезло.

Интерфейс программы для расчета стропил кровли

Ведь есть специальные утилиты, которые самостоятельно все просчитают, главное корректно указать параметры. Стоит понимать, какие функции возможно выполнить с тем или иным софтом, чтобы подобрать для себя тот, который максимально комфортен.

Автокад

Программа с начала своего выхода начала пользоваться высокой популярностью.

И это не удивительно, ведь постоянные обновления и новые версии утилиты помогают людям использовать все новые и новые грани в процессе создания объемных конструкций, которые позволяют досконально построить процесс строительных и ремонтных работ.

В видео показывается процесс расчета кровли в программе Автокад.

Преимущества

  1. В программное обеспечение вшиты объекты различной формы, с помощью которых можно сконструировать структуры, которые подойдут под конкретный случай.
  2. Утилита позволяет просмотреть созданные объекты в 2D и в 3D режиме архитектурной визуализации.
  3. Также, можно распечатать созданный чертеж, чтобы обустроить крышу по всем параметрам.
  4. Внутри утилиты имеется набор всех необходимых инструментов, которые понадобятся для создания самых разнообразных объектов.
  5. С помощью программы Автокад можно создавать презентационные и рекламные ролики, которые помогут заказчику в совершенстве понять, как будет выглядеть кровля его дома.
  6. В программу можно загрузить подготовленные файлы, созданные в программе Excel или же заснятые на фотоаппарат. После загрузки файлов, можно работать с ними, совершенствуя с помощью утилиты Автокад и добавляя необходимые для создания проекта элементы.

Интерфейс программы Автокад для расчета кровли дома

Недостатки

Для того чтобы программа полноценно и без сбоев работала, необходимо уточнить, совместима ли выбранная версия с программным обеспечением, установленным на компьютер.

Кровля Профи

Данная утилита чаще всего используется компаниями, которые указывают услуги строительства разным потребителям.

Интерфейс программы Кровля Профи

На этапе подготовки к строительству, не зависимо от того 1 или 3 этажа в здании планируется возводить, Кровля Профи поможет подсчитать, какое количество материалов необходимо для осуществления миссии, в частности, для крыши сооружения.

Преимущества

  1. Удобный интерфейс.
  2. Четкое понимание того, сколько сырья требуется закупить для качественного выполнения работы.
  3. Программа четко просчитает, каким образом максимально экономно использовать материал, чтобы даже отрезки были пущены в дело.
  4. После создания проекта, программа для расчета крыши выдает готовый чертеж, на основании которого можно осуществлять возведение конструкции кровли здания.

Недостатки

В утилите Кровля Профи довольно ограниченное количество функций. Чтобы установление крыши было осуществлено на высоком уровне, нужно хорошо подготовиться к данному процессу. Именно для этой цели и придуманы программы, в которых можно создать проект и напечатать чертеж этой конструкции. Главное, выбрать подходящую утилиту, в которой будет удобно и комфортно работать.

Читайте также  Ворота из профлиста фото

Для чего требуются такие программы

Программное обеспечение для проектирования кровли пригодится по множеству разных причин. Наиболее важными из них являются:

  • Возможность производить расчеты точного числа требуемого кровельного материала.
  • Благодаря просчетам есть возможность понять, какая денежная сумма требуется для осуществления миссии.
  • Программы дают возможность владельцам дома увидеть, как она будет выглядеть в завершенном виде.
  • Кроме того, посредством таких утилит можно узнать, какая кровельная форма лучше всего подойдет для определенного здания.
  • Создание проект-плана и кровельной планировки помогает существенно ускорять строительный процесс или даже перестройку здания. Дело в том, что когда известно число требуемого сырья, рабочая скорость сильно повышается. Ознакомьтесь с представленным примеров кровельного расчета здания в специальной программе.
  • Когда проект будет сконструирован (он поможет создавать кровлю), сводится к минимальной возможности допущения погрешностей в процессе кровельного монтажа.
  • Еще, создание чертежей помогает незамедлительно рассчитывать часть будущей постройки. Это помогает сокращать число времени, затраченного на процесс, потому что отпадет надобность отрисовать проект своими руками.

Все представленные в совокупности факторы значительно и должны быть приняты во внимание. Из этого можно сделать вывод, что программное обеспечение, предназначенное для кровельного черчения, важны и их следует применять при этапе строительства или даже реконструкции постройки.

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.

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.

Результаты расчетов

Угол наклона крыши: 0 градусов.

Угол наклона подходит для данного материала.

Угол наклона для данного материала желательно увеличить!

Угол наклона для данного материала желательно уменьшить!

Площадь поверхности крыши: 0 м 2 .

Примерный вес кровельного материала: 0 кг.

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

Нагрузка на стропильную систему: 0 кг/м 2 .

Длина стропил: 0 см.

Количество стропил: 0 шт.

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

Равномерное расстояние между досками обрешетки: 0 см.

Количество досок обрешетки стандартной длиной 6 метров: 0 шт.

Объем досок обрешетки: 0 м 3 .

Примерный вес досок обрешетки: 0 кг.

Как рассчитать двускатную стропильную систему?

Итак, первым делом при проектировании и просчете определитесь с полезной площадью мансарды, и исходя уже из этих данных решите, насколько высокими будут вертикальные стойки. А мансарду обычно в такой крыше делают – удобно ведь.

Предлагаем для удобства разобраться с понятиями:

Рассчитываем угол наклона скатов

Теперь рассчитываем наклон скатов. Так, если ваш дом имеет стандартную ширину 6-8 м, тогда угол скатов 45° оставит для жилого пространства мансарды слишком мало места. Делайте 60° — это самый удачный вариант, хотя и обойдется вам дороже. Кроме того, уже с 45° наклона вы сможете использовать любые кровельные материалы.

Редко, но случается, когда двускатная крыша изначально планируется ассиметричной – хотя бы ради того, чтобы в чердачном пространстве было место для обустройства жилой мансарды. Но в любом случае угол наклона стандартной двускатной крыши высчитывайте исходя из ветровых и снеговых нагрузок вашего региона.

Но учитывайте, что с увеличением угла наклона скатов увеличится и расход материалов, хотя и эксплуатационные характеристики такой крыши тоже будут выше:

Строят также двускатные крыши с неравными углами скатов, чтобы выразить оригинальный дизайн. В ней много недостатков, а потому вы советуем вам спланировать все-таки симметричную крышу, в основании которой равнобедренные треугольники.

Определяемся с видом стропил

У двускатной крыши их всего два.

Висячие стропила

Отличительная особенность этого вида стропильной системы в том, что опора здесь идет только на боковые стены сооружения, т.е. стропила попросту висят. Этот процесс в строительстве считается негативным, т.к. подобное проектирование ведет к распирающей нагрузке крыши и со временем стены могут даже деформироваться. А с десятилетиями – даже перекоситься. Вот почему для более гармоничного и безопасного распределения нагрузки продумайте дополнительные и вспомогательные элементы – затяжки, бабки, укосы.

Но есть у висячей стропильной системы и свои преимущества:

  • Монтажные работы такой крыши довольно просты.
  • Нет сложных узлов и других элементов для надежности системы.
  • У всей стропильной конструкции – высокая степень жесткости.

А еще висячие стропила не рекомендуются в регионах высокой ветровой нагрузки.

Наслонные стропила

Наслонная стропильная система характеризуется наличием внутренней опорной перегородки, которая располагается на одинаковом расстоянии от противоположных стен. На нее опирается вся кровля, а потому без наслонной системы не обойтись, если крыша будет иметь серьезный вес или размер.

Распределяем нагрузку стропил

А теперь важно максимально перераспределить нагрузку всех стропил на балки перекрытия. Если стропила нужно усилить, тогда добавьте в проект дополнительные накладки или большее, чем планировалось, сечение бруса.

Вес стропильной системы и кровельного покрытия

Рассчитываем все по таким таблицам:

В проекте также могут быть наклонные стойки, которые усиливают стропильную систему. Далее, ферму остроконечной крыши нужно будет усилить бабкой – центральной стойкой, которая соединит потолочную и коньковую балки.

Кроме того, важно, чтобы кровля могла легко переживать климатические диссонансы. Проще всего просчитывать и проектировать крыши в небольших странах, где по всей территории один и тот же климат. Вот почему у ирландцев принято строить одни конструкции, в жарких странах – другие, а шведов третьи. Просто в таких местностях веками складываются строительные традиции, которые на самом деле проверены на практике не одним поколением.

А вот в России такие традиции неоднозначны: где-то строят пологие низкие крыши и дома почти в земле, а где-то наоборот – высокие острые скаты у таких же высоких теремков. Дело в том, что климат в нашей стране разнообразен (естественно, из-за ее огромной территории), и в одних местностях пытаются справиться с тоннами снега, а в других – не дать шальному ветру сорвать все крыши в деревне. Поэтому все равно ориентируйтесь на опыт вашего региона и не принимайте слишком радикальных решений в просчете стропильной системы.

А узнать ветровую и снеговую нагрузку вашей местности не сложно при помощи таких карт:

Ветровая нагрузка

Итак, сила ветра оказывает боковое давление на крышу. Сталкиваясь с препятствием, ветер делится на два потока: вниз к фундаменту и вверх, под карниз. Если вы просчитаете все правильно, ваша крыша будет служить вам верой и правдой до самых правнуком, а если ошибетесь с расчетами – последствия будут печальными. Причем, если ветер срывает крышу в буквальном смысле этого слова, здесь не обойтись каким-нибудь небольшим ремонтом – придется строить заново всю стропильную систему.

Читайте также  Направляющие для сайдинга

Поэтому в строительном мире принято уделять особое внимание так называемому аэродинамическому коэффициенту крыши. Он зависит от ее угла наклона: чем круче, тем такая нагрузка будут больше и ветру будет легче опрокинуть кровлю. Чем ниже, тем сложнее, но здесь уже ветер будет действовать как подъемная сила, стремясь зацепить за карниз и сорвать, как шляпку гриба. А потому идеальная крыша для ветреных регионов – с небольшим углом наклона и минимальным карнизом. И уж точно не с висячими стропилами.

Другой опасный момент: в таких местностях ветер часто обрывает ветви у деревьев и разносит другие предметы. А чем выше кровля, тем больше вероятности, что с ней столкнется весь этот мусор. Пару царапин – и коррозия гарантирована. Поэтому от металлического покрытия тоже придется отказаться. Кроме того, если в вашей местности сильные ветра, мауэрлат укладывать близко к краю наружной стены не рекомендуется, чтобы порывы ветра не могли его сорвать.

Снеговая нагрузка

Снежный покров в зимние периоды на самом деле оказывает немалое давление на крышу. И чем севернее район, тем больше там таких осадков, и тем больше угроза пролома крыши, особенно при низком угле наклона. А потому проектировать и рассчитывать этот финишный элемент здания нужно осторожно, с учетом всех тонкостей и нюансов.

Особенно сложно продумать надежную крышу в тех районах, где периодическая смена температур – норма. Дело в том, что постоянное таяние снега, и его промерзание на следующий же день сказывается плохо на любом кровельном покрытии. В итоге деформируется вся стропильная система, разрушается гидроизоляции и утепление, а постоянные протечки кровли влекут за собой неприятную сырость и регулярные ремонты. У вас похожие погодные условия? Делайте ставку максимальную защищенность кровли!

Формула расчета угла наклона кровли в этом случае проста: чем выше уклон, тем меньше задерживается снег. В снежных регионах также забудьте о сложных формах крыши и многочисленности элементов. Рассчитывайте только простую конструкцию с высоким углом наклона, на которые обязательно нужно будет поставить снегодержатели (чтобы осадки не разрушили водосточную систему).

Общие сведения о расчете стропил

Чем меньше конструктивных изысков будет в выбранной вами кровле, тем проще будет рассчитать стропила

Рассчитывать параметры кровельного каркаса можно по старинке своими руками, а можно воспользоваться специальными программами. И тот, и другой вариант имеет свои достоинства.

Самостоятельные расчеты позволяют спланировать кровлю с учетом особенностей дома и, вместе с тем, вспомнить школьный курс геометрии. Расчёты посредством программного обеспечения позволяют получить необходимые данные проще и быстрее.

Условно расчеты стропильной системы сводятся к определению следующих параметров:

  • Тип стропильной системы;
  • Габариты несущих стен;
  • Нагрузки на кровлю;
  • Характеристики материалов для изготовления стропил;
  • Угол наклона скатов.

Актуальные типы стропильных систем и их конструктивные особенности

В основе всех кровельных систем, за исключением плоских крыш, лежит треугольник, а потому большинство расчетов универсальны. Тем не менее, перед тем как приступать к расчетам, определитесь с тем, что будете строить.

Зависимость уклона скатов от габаритов дома и типа кровельных материалов

Схема соотношения наклона стропильной ноги и габаритов постройки

Чем больше длина перекрытия и чем больше расстояние от него до конька, тем большим должен быть наклон ската для нормального схода осадков. На схеме показано усредненное соотношение угла ската в точке расположения конькового прогона с размерами дома.

Таблица 1. Зависимость наклона от типа кровельных материалов

Поверхность разных кровельных покрытия отличается фактурой. В итоге, снег быстрее сойдет с металлического профиля чем с рельефной черепицы. В таблице 1 предложены примеры соотношения покрытия и угла наклона скатов.

Приведенные параметры рекомендованы производителями кровельных материалов, а потому их можно смело использовать при проектировании своей крыши.

Зависимость наклона крыши от климатических особенностей региона

Карта 1. Регионы снеговой нагрузки по территории РФ

Первое от чего зависит угол наклона — это снеговая нагрузка. Чем больше ежегодная норма снега, тем больший угол выбираем для ската. Увеличение угла ската будет способствовать более интенсивному сходу осадков к карнизу.

Таблица 2. Значение снеговых нагрузок

Недостаточный угол наклона, особенно на кровлях с большой площадью, приведет к тому, что снег будет скапливаться, в итоге нагрузка для стропил будет чрезмерной и произойдет обрушение.

Как альтернативу увеличения угла наклона можно применить большее количество промежуточных стоек и подкосов, которые подпирая скат, разгрузят его на промежуточном участке, где механические нагрузки наиболее ощутимы.

Для определения снеговой нагрузки найдите климатический регион на карте 1, а затем найдите соответствующее значение для региона в таблице 2.

Карта 2. Регионы ветровой нагрузки по территории РФ

Второй показатель, который учитываем при выборе наклона – это ветровая нагрузка. Чем выше скат, тем больше парусность – сопротивление ветру. Поэтому определяем свое местоположение на карте 2 и находим данные по региону в таблице 3.

Таблица 3. Значение ветровых нагрузок

При низкой ветровой нагрузке до 30 кг/м² угол наклона некритичен, при большей нагрузке скаты делаются более пологими.

Расчёт длины стропил по теореме Пифагора

Обратите внимание на фронтон дома, нетрудно заметить, что стропильная ферма — это треугольник

Любая крыша, в основе которой есть стропила, состоит из треугольников, которые образуют скаты. Треугольник — это фронтон или поперечный разрез вальмовой кровли. если провести вертикальную линию от конька к перекрытию мы получим два треугольника в каждом из которых будет по одному прямому углу, в то время как нижней стороной — катетом будет половина длины перекрытия.

На схеме прямоугольный треугольник – половина кровельного фронтона, где сторона «с» это стропило

Длина стропил рассчитывается по формуле c² = a² + b², где квадрат гипотенузы равняется сумме квадратов катетов. Катеты в нашем случае — это высота от конька до перекрытия и половина длины перекрытия.

Зависимость размеров стропил от шага установки

Таблица 4. Соотношение габаритов пиломатериалов в кровельном каркасе

Рассчитывая кровельный каркас, учитываем то, что с увеличением длины досок или брусьев должно увеличиваться сечение стропил. Впрочем, толщину пиломатериалов можно оставить без изменения, если уменьшить шаг стропил.

Соотношение между габаритами и шагом установки расписано в таблице 4. Данные из таблицы соответствуют нормам СНиП II-26-2010 и могут быть применены при строительстве любых деревянных кровельных каркасов.

Расчет веса кровельных материалов и нагрузка от крыш в целом

Таблица 5. Вес актуальных кровельных материалов из расчёта постоянной нагрузки на квадратный метр ската

Планируя параметры стропил и обрешетки, учитываем нагрузку кровельного материала. Все покрытия весят по-разному и по-разному оказывают механическую нагрузку. В таблице 5 перечислен вес самых распространенных кровельных материалов.

Таблица 6. Вес конструктивных элементов кровельного пирога из расчета на квадратный метр

Планируя стропильную систему, нужно учесть то, сколько она будет весить и какую нагрузку окажет на несущие стены. В таблице 6 показано, сколько весят стропила, обрешетка и теплоизоляция.

Читайте также  Как сделать крышу на бане

Пересчитав эти значения на квадратный метр площади кровли и приплюсовав вес кровельного материала, вы узнаете, выдержит ваш загородный дом нагрузку той крыши, которую вы планируете построить.

Краткий обзор программ для проектирования стропил

Логотип Описание
AutoCAD. Многофункциональное программное обеспечение, повсеместно используется для проектирования различных несущих конструкций, включая стропильные системы строительных объектов.
SketchUp. Условно бесплатный пакет приложений, в котором можно разработать несущие конструкции с учетом нагрузок.
Стропила 1.1. Простой бесплатный калькулятор, разработанный специально для точного расчета параметров стропильных систем.
Онлайн калькуляторы – тысячи их! Все онлайн калькуляторы работают по одному принципу и дают одинаковые результаты расчетов. Недостаток применения – погрешности при расчетах, несмотря на поправочный коэффициент.