Самостоятельный расчет стропильной системы двухскатной крыши

При самостоятельном строительстве загородного дома или дачи обычно возводят кровлю, снабженную 2 скатами. Она может быть симметричной или нет. Именно такую конструкцию проще всего возвести самостоятельно, без привлечения специалистов и серьезных финансовых вложений.

Виды стропильных систем крыш.

Но при этом вам нужно будет провести расчет стропильной системы для двухскатной крыши. Выполнение этой работы можно заказать в проектной организации. Но, как правило, подобные услуги стоят недешево. Поэтому проще рассчитать параметры всех элементов самому, учитывая нюансы возводимой конструкции.

Общие принципы расчета

Для просчета точной конструкции стропильной системы необходимо сначала определиться с общей площадью двухскатной крыши. Его можно провести самостоятельно, не прибегая к услугам специалистов. Но если вы планируете возвести нестандартную кровлю, в которой присутствуют мансардные помещения или сложная форма скатов (многоуровневые кровли), то разумнее обратиться к профессионалам.

При просчете стандартной крыши с 2 скатами нужно определиться со следующими параметрами:

• длиной каждого ската;
• размерами всех элементов, создающих дополнительный объем (парапетов, свесов, брандмауэров и т.п.);
• типом материалов, который будет использоваться для возведения кровли.

Рисунок 1. Таблица подбора сечения бруса для стропил.

Размеры бруса обязательно вносятся в расчет общей площади кровли, иначе вы получите неверные результаты. При определении длины ската учитывается расстояние между нижним краем конька и крайней точкой карниза. Устанавливая размеры объемных элементов, не нужно измерять габариты вентиляционных шахт, мансардных окон и дымоходов.

После того как размеры скатов крыши будут установлены, необходимо определиться с параметрами уклонов. Для этого скаты умножают на косинус угла, под которым будет сформирован наклон кровли. При этом необходимо учесть, что просчет проводится только относительно свесов.

Проще всего проводить просчет каждого элемента по отдельности. И только в конце сложить все полученные цифры. Если вы планируете покрыть крышу рулонными материалами или черепицей, то длина скатов уменьшится примерно на 60-70 см.

После того как общая площадь крыши будет определена, необходимо рассчитать основные элементы каркаса.

Расчет стропильной системы

Гораздо проще купить уже готовый набор стропил, которые предлагают многие российские и западные фирмы. Тогда не будет необходимости изготавливать отдельные элементы. Кроме того, заранее укомплектованную систему легче монтировать, что значительно сэкономит время при строительстве дома. Но обычно такие наборы стоят гораздо дороже, чем стропила, изготовленные своими руками.

Схема расчета стропильной системы.

Вне зависимости от того, собираете ли вы систему самостоятельно или приобретаете комплект, необходимо провести предварительный технический расчет будущей конструкции с учетом всех технических параметров. При этом нужно учесть следующие факторы:

1. Ширину между опорами. Расстояние измеряется между опорами ската кровли. При этом учитывается только большая мерка (максимальное расстояние между расчетными точками).
2. Расстояние между осями (этот параметр называют еще шагом балок).
3. Угол наклона стропил в конструкции конкретного ската.
4. Нагрузка на кровлю и ее несущие опоры. Этот параметр рассчитывают как сумму постоянных и переменных составляющих.

Последний расчет разумнее предоставить специалистам из проектной организации или фирмы, продающей вам комплект стропил, так как при подобном проектировании необходимо учесть множество специфических параметров. Например, силу ветров, дующих в районе строительства, или ежегодное количество осадков.

Какой бы вид двухскатной кровли вы ни выбрали, в основе конструкции будет лежать треугольник.

Так как именно он является самой устойчивой и жесткой геометрической фигурой. Исходя из этого и необходимо начинать просчет всей конструкции.

Схема узлов крепления стропильной системы.

Сечение бруса, который используется для изготовления стропил, может быть разным. Самый тонкий материал имеет параметры 4*15 см, а самый толстый может иметь стороны размером 10*25 см. Необходимое вам сечение зависит от расстояния между осями системы, то есть от шага балки. Помимо этого, необходимо учесть еще и длину самих опор. Опытные конструкторы при просчете учитывают ветровые и снежные нагрузки на стропила. Общие принципы подбора сечения бруса приведены на рис. 1.

Дальнейший расчет конструкции зависит от выбранного вами типа узла системы стропил.

Выбор материала для кровли

Кровля дома может быть возведена с использованием разных видов стропильных узлов. То есть ее конструкция зависит от способа крепления стропил на мауэрлат и выбранной системы опор. Самыми распространенными считаются следующие виды:

• формирование выемки с необходимым углом скоса в опорном брусе;
• установка балок с помощью кронштейнов (так называемые vpa-кронштейны, с регулирующимся наклоном);
• увеличение площади опоры с помощью дополнительных брусьев (формирование призмы).

При выборе конструкции стоит учитывать, что если длина балок будет превышать 5,5-6 м, то все дополнительные вставки необходимо делать на опорах. Это поможет снять нагрузку на стропильные стойки. Кроме того, необходимо использовать еще и дополнительные блок-балки. Они нужны для обеспечения необходимой жесткости системы. Если не предусмотреть такие крепления, то со временем стропила «поведет». То есть они будут располагаться не вертикально, а под углом.

Для возведения двухскатной кровли вам в любом случае понадобятся следующие материалы:

• двутавровые балки (одинарные или сдвоенные) для основных лаг;
• стропила;
• обвязочный брус, который послужит мауэрлатом (опорой).

Таблица характеристик кровельных материалов.

Сечение бруса элементов зависит от конструкции кровли. На опоры обычно берут материал сечением 10*10, 10*15 или 15*15 см. При этом стоит помнить, что чем массивнее вся система, тем толще должен быть мауэрлат. Для стропил используют брус 10*20 см. Заготовки большей толщины только дополнительно нагрузят систему. Остальные части каркаса крыши собирают из следующих материалов:

• для прогонов берутся заготовки сечением 5*15 см;
• для опорных ригелей стоек – 10*15 или 10*20 см;
• толщина лобовых и подшивочных досок может быть от 22 до 25 мм, а ширина – от 10 до 15 см;
• для подкосов, кобылок, затяжек и досок карнизного короба – 5*15 см.

Как уже было сказано выше, размеры материала необходимо учитывать при расчете общей площади крыши.

Просчет параметров кровли

Двухскатная крыша обычно представляет собой равнобедренный треугольник. Поэтому просчитать необходимое количество материалов и размеры отдельных элементов, которые понадобятся для ее возведения, совсем не сложно. Легче всего его провести, имея перед глазами наглядный пример.

Допустим, просчет проводится для гипотетического дома. Конструкция его кровли имеет следующие параметры:

• ширина (дальше обозначается как Шр) – 3,5 м;
• длина (Дл) – 6,5 м.
• уклон стропил (У) – 120^°;
• расстояние между стропилами – 1,2 м.

Сначала необходимо просчитать высоту центральной опорной балки (Цб):

Цб = 0,5*Шр/tgY/2 = 0,5*3,5/1,73 = 1 м.

Далее необходимо определиться с длиной каждой из стропильных ног (Дсн). При этом необходимо учесть припуск под козырек кровли. Обычно для этого в формулу вводят коэффициент, равный 0,5. Получаем следующий расчет:

Дсн = 0,5*Шр/sinY/2*0,5 = 2,3 м

Дальше можно определить общую площадь кровли (По). Для этого длину крыши просто перемножают на длину стропильной ноги и умножают на 2 (скаты). В приведенном примере этот расчет выглядит следующим образом:

По = Дл*Дсн = 6,5*2,3*2 =29,9 м².

Этот параметр необходим не только для просчета стропильной системы, но и для определения необходимого количества материала для покрытия крыши.

Стропильная система – это основа любой кровли. И при ее возведении необходимо знать точное количество материала, которое понадобится для строительства. Двухскатная крыша обычно строится так, чтобы расстояние между стропилами не превышало 1,5 м. Специалисты обычно располагают ноги в 1 м друг от друга. Соответственно, расчет количества бруса будет таким:

2*(Дсн+Шр+Цб) = 48,3 пог.м.

Именно такое количество материала вам понадобится для самостоятельного возведения каркаса крыши.