Упрощенный метод поможет оперативно и безошибочно выбрать сечение стропил и размер пролета. В предлагаемом материале использовано минимальное количество формул, тем не менее итоговые данные довольно точны и содержат лишь незначительные погрешности.
В настоящее время известен способ расчета системы, предлагаемый СНиП 2.01.07–85 «Нагрузки и воздействия». В него включены достаточно трудоемкие и длительные вычисления, требуется большое количество справочных данных. Широко известный сегодня инструмент, предлагаемый многими интернет-ресурсами — расчет стропильной системы онлайн, дает возможность выяснить требуемый объем материалов.
Примечание. Мы предлагаем рассчитать стропильную систему прямой равносторонней и ломаной двускатной кровли с углом ската 45 град и больше без каких-либо дополнений и выносных элементов.
Содержание
С чего начать расчет конструкции?
Общеизвестный метод основан на подборе конструктивных особенностей крыши и размера балок, исходя из заданной нагрузки. Такой способ не совсем практичен и удобен в свете современных реалий. Мы предлагаем произвести расчет, основываясь на других данных, а именно:
- Рекомендации к конструктивным особенностям кровли. Прежде всего это такие аспекты, как характер помещения для мансарды (жилой или нежилой), схема размещения окон мансарды, присутствие чердака и его функциональное назначение.
- Заданные габариты всего здания, либо граничные требования к ним. Большинство частных зданий возводится в уже заселенной, довольно плотно застроенной местности, что необходимо учесть при составлении проекта. Размер земельных угодий и пожелания будущих соседей по поводу освещенности их домов также влияют на расчеты.
- Стандартизация. Система стропил состоит из множества деталей. Нужно стараться унифицировать их, сводя как можно большее число изделий к единообразию, с учетом размеров доступных сырьевых материалов.
Таблица зависимости шага от толщины
| Толщина, мм | Максимально допустимый шаг, мм |
| 40 | 500 |
| 50 | 600 |
| 60 | 800 |
| 75 | 1000 |
| 100 | 1200 |
Создание эскиза стропильной системы кровли
Создать эскиз весьма непросто и требует затрат времени и сил. Тем не менее этот процесс представляется важной основополагающей стадией работы. Когда становятся ясны функциональные особенности стропильной системы, дальнейшее выполнение проекта значительно облегчается. На стадии изготовления эскиза определяются приближенные данные о габаритах различных деталей конструкции. Основная из них — стропильная ферма. На ее параметрах и строится процесс проектирования. Кроме того, важное значение имеют такие данные, как:
- Расстояние между несущими стенами. Очень хорошо, если опорные точки стропил, удерживающие и передающие вес, будут расположены на осях несущих конструкций. Расстояние от центра кровли до стены на горизонтальной проекции называют полупролетом.
- Расстояние от высшей точки крыши до перекрытия на вертикальной проекции. Данный размер зависит от желаемой высоты внутренних помещений (мансарды, чердака).
Сегодня чаще всего используются крыши с прямым или ломаным скатом. Тип ската значительно видоизменяет расчеты, потому мы предлагаем отдельные методики для каждого типа. Поскольку, так или иначе, крыша имеет форму треугольника, расчеты базируются на теореме Пифагора. Теперь уже мы можем с достаточной точностью вычислить поверхность скатов и узнать необходимое количество сырья для крыши и обрешетки. Проще всего это сделать с помощью одного из интернет-ресурсов, предлагающих произвести данные вычисления.
Таблица зависимости ширины пролета и толщины стропил
| Ширина пролета без промежуточных опор, мм | Сечение доски стропильной ноги, мм |
| От 2000 до 2500 | 40 х 50 |
| От 2500 до 3500 | 50 х 150 |
| От 3500 до 4000 | 60 х 150 — 180 |
| От 4000 до 5000 | 75 х 150 — 180 |
| От 5000 до 6000 | 100 х 180 — 250 |
Расчеты стропильной системы при прямом равностороннем скате
Вносим в эскиз параметры перекрытия (в любой конструкции подобного типа имеется деревянное перекрытие) или размещение несущих стен с учетом масштаба. После этого соединяем конек со стенами, учитывая желаемый вылет кровли. Умножив длину полученных отрезков на масштаб, можно получить размер стропильной ноги.
Размещаем ригель в зависимости от планировки внутреннего помещения и узнаем его длину. Вычерчиваем упоры, откосы и вертикальные стойки. Длина пролетов не может превышать 200 см, а в стропилах необходимо предусмотреть внутренний подкос. Размеры должны соответствовать принятым нормам и правилам, рекомендуемых в соответствующей литературе, но вполне допустимы небольшие погрешности. Ориентируясь на соотношение катетов и гипотенузы рассчитываем габариты фермы. Прочие параметры берутся с чертежа с учетом масштаба. Основная цель — выяснить габариты всех деталей.
Расчеты стропильной системы при ломаном скате
Подобный вид крыши используется при возведении мансарды или дополнительного жилого этажа в существующей постройке. Он обладает некоторыми отличительными свойствами — в месте стыка скатов необходимо организовать несколько вертикальных стоек, а подстропильную затяжку размещают как в верхней части данных стоек, так и под коньком. Стойки и затяжка являются основой для возведения стен и потолка мансарды.
Аналогично прямому равномерному скату вычерчиваем основные детали конструкции — стены, перекрытия, после этого стойки и подстропильную затяжку, и проводим соединительные отрезки. Они достаточно точно соответствуют форме излома ската.
Проведя измерения и расчеты, складываем размеры составляющих фермы и добавляем к получившемуся значению 10%. Итоговое число является общей длиной конструкции одной фермы.
Выбор сечения стропил и стандартизация
Сечение деталей подбирается, исходя из пролета. В качестве сырья применяют, в основном, брус и доски. При использовании доски готовая конструкция имеет большую надежность. Пролеты между опорами не должны превышать 6 м.
Совет. Рекомендуется прокладывать дощечки в 2,5 см с шагом 30-40 см в стык досок вертикальной опоры. Таким образом можно значительно увеличить надежность и устойчивость конструкции.
Когда становится известно сечение доски, не сложно рассчитать объём одной фермы. Для этого необходимо умножить ОДК1 на площадь сечения доски. Итоговое значение используется для вычисления всего объема конструкции.
Шаг стропил мансарды связан с толщиной и конструктивными особенностями ферм. Поделив размер продольной стены на шаг, получаем необходимое число ферм. Для вычисления длины фермы необходимо умножить его на ОДК-1, а объема — на ОФ1.
Расчёт горизонтальной обвязки стропильной системы
Когда перекрытия в здании изготавливают из древесины, мауэрлат входит в систему стропил. Мы предлагаем расчет для домов со стенами из камня. Вертикальные стойки, подкосы и прогоны уже рассчитаны, нужно рассчитать лишь мауэрлат. В вычислениях нет ничего сложного, обвязка должна быть толще стропильной ноги, как минимум, вдвое. Если известно, что вес конструкции крыши (с учетом веса обрешетки и снежного слоя) чересчур велик, надо использовать для устройства мауэрлата 3 ряда досок.
Чтобы подсчитать объем обвязки, необходимо умножить длину несущей стены на поперечную площадь доски и на количество рядов. Многослойные конструкции более надежны и долговечны.
Расчет общего количества требуемых материалов
Необходимо суммировать объемы всех элементов, рассчитанные ранее, и добавить 20% на отходы и обрезку. Количество необходимого крепежа и других метизов рассчитать затруднительно. Рекомендуется закупать их с запасом.
Примечание. Все данные и формулы соответствуют принятым нормам и стандартам.
Хотя данный расчет может показаться на первый взгляд чересчур упрощенным и ориентировочным, его результаты ничуть не хуже данных, полученных при использовании популярных онлайн-программ. Выбор методики, в любом случае, осуществляется проектировщиком.
