Правила выполнения расчета стропил односкатной крыши

Перед началом строительства односкатной крыши составляют проект в основе которого лежит расчёт стропильной системы.

Деревянный каркас для кровли представляет собой рамные конструкции в виде прямоугольных треугольников, катеты которых стойки и балки перекрытия, а в роли гипотенузы выступают стропила.

Правильный расчёт стропил обеспечивает надёжность и долговечность односкатной крыши.

Основные значения

Чтобы приступить к расчёту элементов стропильной системы, нужно собрать исходные данные. Для этого потребуется определить следующие значения:

• материал несущих стен;
• равенство или разница высот фасадной и задней стены;
• размер периметра здания и определение длины пролёта перекрытия;
• угол наклона кровли и его направление;
• материал элементов стропильной системы.

Для возведения зданий и сооружений под односкатную крышу применяют кладочный материал, такой, как:

• кирпич,
• шлакоблок,
• природный и искусственный камень,
• гипсоблоки.

Для деревянных домов и строений используют профилированный брус и брёвна. Чаще всего кладку несущих стен делают из красного или силикатного кирпича для домов, флигелей, дач и подсобных сооружений.

Эти внешние ограждения здания могут быть равны или отличаться например, фасад с более высокой стеной. Такое строение объясняется тем, что фронтон односкатной крыши может быть и отдельной конструкцией, и продолжением кладки фасада.

Например, фронтон, состоящий из стоек, обшитых досками, значительно удешевит строительство объекта, чем его замена продолжением стены.

Величина периметра несущих стен влияет на расчёт длины всех стропильных элементов. Длина пролёта – это обычно расстояние между фасадной и задней стенками строящегося объекта.

Наклон кровли должен обеспечивать схождение снега с крыши под собственным весом при его таянии. Здание ориентируют так, чтобы скат кровли был расположен напротив основных ветровых потоков данной местности. Угол между стропилом и балкой перекрытия определяют по таблице СНиПа 2.01.07-85 с привязкой по карте места стройки.

Величину наклона кровли корректируют в большую сторону, если к этому обязывает удельный вес кровельного материала.

Минимальный угол при покрытии стропильного каркаса популярными материалами должен быть равен:

• профнастил – от 100 до 200;
• ондулин, черепица, асбестовый шифер – 200;
• металлочерепица и фальцевая кровля – 250.

В зависимости от требований расчёта выбирают вид профиля стропил. Это 4 вида деревянных изделий:

1. 

   Цельный брус. Это продукт распиловки ствола дерева. Из него изготавливают стропила и подстропильные балки, стойки, ригели и раскосы.

   Цельный брус способен выдерживать значительные снеговые и ветровые нагрузки.
2. Доски. Универсальный материал, из которого в принципе можно изготовить все элементы стропильной системы. Это стропила, стойки, балки перекрытия, а также обрешётка под кровлю и подшивка перекрытия снизу. Как стропила, доски применяют при небольших пролётах до 3-х метров включительно.
3. Клееный брус. Применяют в виде стропил для односкатных крыш с пролетом от 6 метров и более. Отличается высокой несущей способностью и дорогой ценой. Недостатком материала является боязнь высокого уровня влажности.
4. Брёвна. Ими перекрывают крышу срубов или домов из профилированного бруса. В качестве стропил используют очищенные от коры стволы деревьев o 200 мм. Перед монтажом брёвна обрабатывают антисептиками и антипиренами.

Как рассчитать?

Расскажем, как рассчитать длину, количество и размер сечения стропил:

Собрав необходимые исходные данные, переходят к непосредственному расчёту длины стропил. Его делают следующим образом:

1. Зная величину пролёта перекрытия, а значит и длину балки перекрытия lпер = 6 м, определяют высоту крыши, то есть стойки, используя угол наклона. Например, угол наклона 300, тогда: hст = lпер х tg300 = 6 х 0,577 = 3,46. Округляем до 3,5 м.
2. Теперь узнают длину стропил: lстр = lпер х sin300 = 6 х 1/2 = 12 м. Здесь нужно добавлять длину свесов с обеих сторон, где-то по 300 мм. Тогда длина стропил будет равна 12,6 м.
3. Из общепринятой практики стропильные фермы устанавливают с шагом 1 метр. Например, для стены шириной 6 м ставят 7 стропил. Можно их установить с большим шагом 1,5 и 2 м, но тогда придётся усиливать обрешётку.

Размер сечения стропильных балок зависит от двух величин – это нагрузка на кровлю и вес кровельного материала на 1 м2 кровли.

Первая величина определяется по таблицам СНиПа 2.01.07-85, а удельный вес указан в технических характеристиках материалов для покрытия крыш.

Кроме этого, нужно оперировать длиной стропильной ноги – Lс, его проекции Lсд, расстоянием между стенами дома, углом ската кровли, высотой конька крыши. С этими данными обращаются к справочным таблицам соотношений параметров односкатной крыши (их можно найти в Интернете).

Например, по проекту односкатная крыша имеет следующие параметры:

• Lсд = 3 м;
• Lс = 3,3 м;
• угол ската – 250;
• нагрузка – 160 кг/м2;
• шаг – 1,8 м;
• высота конька – 1,4 м.

Согласно этим данным, находим размер сечения стропил для изготовления стропильных балок нужно брать доску сечением 5 х 12 см.

В настоящее время вместо таблиц пользуются онлайн-калькуляторами, которых в Интернете довольно много. Онлайн-калькулятор выполняет расчёт сечения стропил односкатной крыши, используя заложенные в его окна исходные данные.

К ним относятся:

• угол наклона кровли;
• ширина стены;
• высота низкой и высокой стены;
• длина стропил и свесов;
• наличие запилов снизу и сверху;
• сечение балки мауэрлата;
• расстояние (шаг) между стропилами;
• порода древесины;
• профиль наклонной балки – брус или доска.

После того, как все данные будут занесены в окошки сервера, кликнув мышкой пользователь получит точные размеры сечения стропил односкатной крыши.

Как рассчитать стропила для односкатной крыши при помощи онлайн-калькулятора, подскажет видео:

Последствия неверных расчётов стропильной системы

Обычно неправильный расчёт опорного каркаса односкатной кровли делается неопытными строителями «на глазок» или «сосед подсказал». Последствие таких действий могут привести к печальным результатам самодеятельного строительства таким, как:

• Неправильно определённая снеговая и ветровая нагрузка может негативно сказаться на состоянии стропильных ног, вызывая в них трещины вплоть до полного разрушения.
• Ориентация строения выполнена так, что основные ветровые потоки приходятся поперёк скату крыши. В результате бокового поддува кровельное покрытие может просто подняться в воздух.
• Слабый крепёж узлов соединений стропильной системы может разорвать связи между элементами каркаса крыши, что приведёт к полному её разрушению.
• Отсутствие свесов или маленькие их размеры приведут к частому намоканию поверхностей кладки несущих стен, что может привести к вымыванию шовного раствора и в результате к выпадению кирпичей из стены.
• Неудачно сделанный наклон кровли спровоцирует большое накопление снега и его медленный сход. В результате нагрузка на крышу увеличится, что пагубно отразится на состоянии стропил.
• Отсутствие пароизоляции на верхней поверхности перекрытия вызовет повышение влажности в чердачном помещении, что вызовет гниение древесины несущих элементов кровли.

Заключение

Расчёт стропильной системы – дело ответственное. Если хозяин стройки не очень сведущ в расчётах, то лучше обратиться к специалистам, которые сделают проектную документацию и смогут дать гарантию на правильность расчётов.

В случае незначительности строящегося объекта (сарай), можно присмотреться к соседним постройкам с односкатной крышей и заняться плагиатом.