Расчет стропил: как это делается?

Расчет массы кровельного пирога

Перед тем как провести расчет длины стропильной ноги, потребуется вычислить массу кровельного пирога. Для этого нужно будет взять простую формулу, по которой нужно плюсовать массы одного квадратного метра всех слоев кровельных материалов, а результат умножить на 1,1 – коэффициент коррекции, который улучшит надежность конструкции на 10 %.

Получается, что обычный расчет массы кровли можно выразить так: (масса 1 м 2 обрешетки + масса 1м 2 кровельного материала + масса 1 м 2 гидроизоляционного покрытия + масса 1 м 2 слоя утеплителя) × 1,1 = масса кровельного пирога, в которую входит коэффициент коррекции. Если планируется укладывать один из распространенных кровельных покрытий, то нагрузка на стропильную систему не выйдет за пределы 50 кг/м 2 .

Как укрепить правильно и надёжно — правила усиления конструкции крыши

Особенно тщательно нужно подойти к усилению элемента опирания неразрезной стропильной ноги на подкос. Все потому, что в таком месте не должно быть прогиба, а значит, сечение стропилины увеличивают при помощи накладок, которые устанавливают с двух ее сторон. Размеры накладок определяют, ориентируясь на расчетные параметры сечения с предельным изгибающим моментом. Крепление дощатых накладок осуществляется при помощи болтовых хомутов или гвоздей.

Накладкой может служить и установленная подмога, если увеличить ее длину и вывести ее за границу опирания на подкос. В таком случае она будет не только придавать пролету дополнительной жесткости, но и сможет увеличить опорные возможности данного узла.

В некоторых случаях чтобы улучшить эксплуатационные характеристики кровли, для нее изготавливают более крутые скаты. При этом старый каркас можно не разбирать, а собрать новую стропильную систему и соединить их между собой. Такое усиление стропильных конструкций позволит сделать новую крышу более жесткой, однако подкровельное пространство, которое служит мансардой или нежилым чердаком, при этом не увеличится. Соединить элементы конструкции между собой можно с помощью расшивки стропильных ног с двух сторон, закрепленной крестообразно.

Расчет шага в зависимости от кровельного материала

Для каждого покрытия разрабатываются собственные нормы и размеры, предъявляемые к стропильной системе. Основными факторами являются прочность материала, его вес и устойчивость к внешним нагрузкам. Рассмотрим основные виды покрытий.

Профнастил

Что такое висячие стропила и расчет конструкции

Шаг стропил под профнастил может колебаться от 0,6 до 0,9 м. Конечный результат зависит от дополнительных условий, о которых поговорим ниже. Если по каким-то причинам шаг должен быть больше, добавляют поперечную доску с большим сечением. При этом обычно сами стропила выбирают размерами 50х100 или 50х150 мм.

Помимо стропилин, применяют обрешетку 30х100 миллиметров. Промежуток между досками должен быть около 0,5 метра. Он может быть и больше, все зависит от типа профнастила и высоты волны. Доски обрешетки, выступающие за границы карниза, должны иметь толщину на 1,5 см больше обычного. Это делается из расчета необходимости крепления вентиляции, дымохода или водостока.

Керамическая черепица

Главной сложность проектирования стропильного каркаса под керамическую черепицу является большой вес материала ля крыши. Он тяжелее профнастила в 10 раз и на квадратный метр приходится от 40 до 60 кг.

Под такое покрытие используют сухие балки, с влажностью всего 15%. Их сечение должно быть либо 50х150, либо 60х180 мм. При таких показателях максимально допустимое расстояние между стропилами может быть 1,3 метра. Минимальный допустимый шаг, через который можно ставить стропила, составляет 0,8 м. На окончательное решение влияет уклон кровли: при 15° шаг делают 0,8 м, при 75° — 1,3 м.

Расстояние между досками обрешетки подбирается так, чтобы каждое пересечение черепицы имело собственное основание. Стандартная длина материала равна 400 мм, а величина нахлеста при монтаже колеблется между 55 и 90 мм. Получается что расстояние между центральными осями обрешетки может быть либо 310, либо 345 миллиметров.

Металлочерепица

Устройство и размер шага обрешетки под металлочерепицу

В последние годы особо остро стоит вопрос: как определить расстояние между стропилами под металлочерепицу?. Она имитирует более дорогой керамический материал, но при этом имеет положительные свойства профнастила. Монтаж такого покрытия прост и не требует больших финансовых затрат. Все это делает материал привлекательным для крыш частных домов.

Масса металлочерепицы меньше керамической, поэтому требуется более простой каркас. Уменьшается сечение балок до 50х150 мм и увеличивается шаг между обрешеткой. Шаг стропил под металлочерепицу колеблется между 0,6 и 0,95 м.

Ондулин

Допустимый шаг для покрытия из ондулина составляет 0,6—0,9 метра. Стандартное сечение стропил — 50х200 миллиметров. Такие размеры позволят выдержать создаваемую нагрузку кровельного пирога на двускатную крышу.

Поверх контробрешетки крепят обрешетку из брусков размерами 40х50 миллиметров. Шаг между центральной осью составляет 600 мм.

Металлические стропильные системы

При возведении частного дома к применению стропильной системы из металла прибегает крайне редко, потому что металлический каркас нужно устанавливать с использованием сварки, а это несколько усложняет процесс. Естественно, что изготовление конструкции можно осуществит и на производственных мощностях, но в данном случае без привлечения спецтехники не обойтись. Проект металлической кровли должен быть создан с максимальной точностью с соблюдением точных размеров всех элементов, так как в процессе возведения подогнать их до нужных размеров уже не представится возможности.

У металлических систем стропил много своих плюсов. Во время эксплуатации не возникает прогиб стропил даже на больших пролетах и без монтажа дополнительных узлов для улучшения прочности и надежности. Стальные стропила могут укладываться на пролеты, превышающие 10 м, при этом под расчетными нагрузками прогиб не возникнет.

Кроме того, проводить расчет стального каркаса для кровли нужно, исходя из данных по прочности элементов конструкции, определяющейся их формой и толщиной. Учитывайте также длину пролетов и уклон скатов. Мауэрлат из стали для системы стропил должен быть тщательно закреплен на верхушке стены.

Вышеизложенный материал позволит вам подробно разобраться в том, как рассчитать стропильную ногу, так что вы без проблем сможете выполнить все строительные работы на данном этапе, и у вас появится свой пример расчета стропильной системы.

Определение угла наклона

Можно для такого расчета исходить из материала кровли, который будет использоваться в дальнейшем, ведь у каждого из материалов имеются свои требования:

  • Для шифера размер угла ската должен быть более 22 градусов. Если угол будет меньше, то это сулит попаданием воды в зазоры;
  • Для металлочерепицы такой параметр должен превышать 14 градусов, в ином случае листы материала могут быть сорваны веером;
  • Для профнастила угол может быть не меньше, чем 12 градусов;
  • Для битумной черепицы такой показатель должен равняться не более чем 15 градусов. Если угол будет превышать такой показатель, то есть вероятность сползания материала с кровли во время жаркой погоды, т.к. прикрепление материала проводят на мастику;
  • Для материалов рулонного типа, вариации значения угла могут быть в пределах от 3 до 25 градусов. Этот показатель зависит от числа слоев материала. Большее количество слоев позволяет сделать угол наклона ската большим.

Стоит понимать, что чем больше угол ската, тем больше площади свободного пространства под крышей, однако и материала требуется для такой конструкции больше, а, соответственно и затрат.

Более подробно про оптимальный угол наклона вы можете прочитать здесь.

Важно: минимально допустимое значение угла ската равно 5 градусов. Формула для расчета угла ската проста и очевидна, учитывая, что изначально имеются параметры ширины дома и высоты конька. Представив в разрезе треугольник, можно подставлять данные и проводить вычисления, пользуясь таблицами Брадиса или калькулятором инженерного типа

Представив в разрезе треугольник, можно подставлять данные и проводить вычисления, пользуясь таблицами Брадиса или калькулятором инженерного типа

Формула для расчета угла ската проста и очевидна, учитывая, что изначально имеются параметры ширины дома и высоты конька. Представив в разрезе треугольник, можно подставлять данные и проводить вычисления, пользуясь таблицами Брадиса или калькулятором инженерного типа.

Нужно вычислить тангенс острого угла в треугольнике. В данном случае он будет равен 34 градусам.

Формула: tg β = Нк / (Lосн/2) = 2/3 = 0,667

Определение угла наклона крыши

Декоративные стропила: 0% нагрузки

Первым делом определитесь с самым главным пунктом: типом крыши и ее назначением. Дело в том, что крыша жилого дома зимой выдерживает большую шапку снега, постоянный ветер на высоте, ее нередко утепляют изнутри, а вот к стропильной системе небольшой беседки, спрятанной под кронами деревьев, предъявляют совсем другие требования.

Например, если вы строите перголу в ее классическом понимании, то совершенно не важно, какое именно будет у нее расстояние между стропилами – это уже чисто эстетический фактор:

В приведенной иллюстрации видно, что даже в такой постройке есть свой шаг стропил. Ведь здесь он обеспечивает и эстетический фактор, и жесткость самой конструкции. Но выбирают шаг произвольным путем.

Зависимость шага стропил от материала кровли

Существует большое количество видов кровельного покрытия. Большинство из них заметно устарели и мало используются в современном строительстве. Наиболее популярными на сегодняшний день считаются:

Необходимо учесть, что профлист и профнастил представляют собой одну группу профилированного покрытия. Некоторые источники считают их разными наименованиями одного и того же материала, другие разделяют их по высоте волны. У профлиста высота волны больше, а профнастил несколько более плоский. Первый вид может использоваться не только как кровельное покрытие, но и в качестве материала для строительства заборов, ограждений, металлических гаражей и т.п.

Профнастил имеет меньшую волну и предназначен для укладки в качестве кровли. Оба материала имеют общую специфическую особенность – профилирование выполнено только в продольном направлении, что расширяет их возможности и позволяет делать кровлю для круглых крыш и навесов.

Кровля из профнастила Это может быть интересно!

Шаг стропил двускатной крыши под профнастил выбирается с учетом этой особенности материала. Если величина будет слишком завышенной, появится возможность провисания кровли между стропилами. Кроме того, появится чрезмерная нагрузка на планки обрешетки, которые могут быть не готовы к ней. Важным параметром также становится площадь ската. Шаг стропил односкатной крыши под профнастил намного меньше, чем у двускатной кровли, поскольку длина опорных элементов и величина нагрузки у нее значительно возрастают и требуют повышенного количества опор.

Металлочерепица внешне напоминает полотно из натуральной керамической черепицы. По всем своим эксплуатационным качествам она очень похожа на профнастил или профлист, но в физическом отношении она имеет важную особенность – наличие не только продольных, но и поперечных волн. Это позволяет несколько увеличить шаг между стропилами двухскатной крыши под металлочерепицу, или руководствоваться при выборе размерами теплоизолятора.

При использовании шифера или ондулина шаг стропил принимают соответственно степени жесткости этих материалов. Как вариант, увеличивают плотность укладки обрешетки, или устанавливают сплошной вариант из толстой фанеры.

Зависимость длины стропильной ноги и сечения

К примеру расчет стропильной ноги будет сделать легче, если представить, что почти вся крыша состоит из треугольников. Имея длину стен строения, уклон ската или высоту конька, и воспользовавшись теоремой Пифагора, можно определить длину стропильной ноги от стены до конька. К полученному результату нужно будет прибавить величину свеса карниза. Иногда карнизный свес создают путем монтажа кобылок – досок для увеличения длины стропил. Длина кобылок также приплюсуется к длине стропил при просчете площади кровли – это необходимо для получения точного объема материала, необходимого для установки кровельного пирога.

Для того чтобы понять, какого сечения нужна доска или брус, нужно взять специальную таблицу стандартов, в которой будут указаны зависимости таких параметров как толщина, длина и шаг стропильной ноги.

Как правило, сечение стропил колеблется от 40×150 мм до 100×250 мм. Перед тем как определить длину стропил нужно учесть, что она зависит от уклона ската и длины пролета между противоположными стенами. Чем больше уклон ската, тем длиннее должны быть стропила, а значит и их сечение тоже должно быть достаточным для придания конструкции необходимой прочности. При таком подходе нагрузка от снежных осадков снизится, а шаг между стропилами также можно будет увеличить. Нужно помнить еще и о том, что чем меньше шаг будет между стропилами, тем большую нагрузку будет испытывать стропильная нога.

Несущая часть кровли должна быть достаточно жесткой для того, чтобы она не прогибалась вследствие нагрузок. Прогибы могут появляться, если во время проектирования были подобраны неправильные сечения элементов кровли и шаг монтажа стропил. Если оказалось, что прогиб появился после установки кровли, можно установить дополнительные подкосы для того, чтобы конструкция получилась более жесткой. При длине стропильной ноги более 4,5 м, без монтажа подкосов прогиб может появиться при использовании стропильных ног любого сечения. Это нужно учитывать в любом случае, определяя, как вычислить длину стропила.

В общем, определяясь с толщиной бруса, отталкиваются от общей нагрузки на кровлю. Чем он будет толще, тем крыша получится прочнее, и не нужно будет волноваться о том, что может возникнуть прогиб. Однако это ведет к увеличению общей массы стропильной системы, следовательно, нагрузки на всю конструкцию и фундамент будут выше.

При сооружении жилых домов шаг между стропилами составляет от 60 до 100 см и определяется:

  • расчетной нагрузкой;
  • сечением стропил;
  • типом используемого кровельного покрытия;
  • уклоном скатов;
  • шириной слоя теплоизоляции.

Количество устанавливаемых стропильных ног зависит, в первую очередь, от шага их монтажа. Сначала определяют нужный шаг, после чего длину стены делят на полученное значение, плюсуют к результату единицу и округляют. Результатом деления длины стены на полученное число будет искомый нами шаг между стропилами

Учитывая необходимое количество стропил на одном скате нужно брать во внимание и расстояние между осями стропильных ног

Четырехскатная крыша для беседки своими руками

Сооружение уютной беседки на приусадебном участке является идеальным вариантом создания комфортной зоны отдыха. В зависимости от геометрической формы, сооружению можно подобрать наиболее подходящий вид четырехскатной крыши.

Четырехскатная крыша для беседки может быть построена как из бруса, так и из металлопрофиля

Для беседки квадратной формы целесообразно соорудить шатровую крышу с четырьмя равными по размеру треугольными скатами, соединенными в одной точке. Для конструкций прямоугольной формы идеально подойдут четырехскатные крыши вальмового типа.

Несмотря на то, что данная конструкция дороже и сложнее по сравнению с двухскатной, именно она является наиболее подходящим вариантом для беседки. Четырехскатная крыша является наиболее целесообразным решением для данной задачи по ряду причин:

  • за счет большого количества наклонных скатов обеспечивается эффективная защита от атмосферных осадков;
  • большие свесы способны долго сохранять тепло, которое аккумулируется на протяжении солнечного дня;
  • наклонные скаты хорошо защищают от проникновения навязчивых солнечных лучей, не заграждая при этом кругозор;

Четырехскатная крыша для беседки удобна тем, что скаты хорошо защищают от солнечных лучей, при этом сохраняется хороший обзор

Как сделать четырехскатную крышу для беседки?

Прежде чем приступать к возведению стропильной системы для беседки, необходимо рассчитать угол наклона скатов, высоту конька и нагрузку для правильного выбора сечения стропил. Получив результат, необходимо составить чертеж стропильной системы, где отображаются все размеры и взаимное расположение элементов стропильного каркаса.

Размер и сечение стропил зависит от размера самой крыши, а также от угла наклона скатов

На основании чертежа производится подготовка необходимых элементов и их последующая сборка. Устройство четырехскатной крыши для беседки состоит из следующих последовательных действий:

  1. Усиление доской верхней обвязки каркаса беседки.
  2. Крепление к обвязке балки-затяжки при помощи металлических уголков.
  3. Отступив от середины затяжки одинаковое расстояние (около 50 см), необходимо установить две деревянные стойки высотой по 100 см каждая.
  4. Соединение верхушек стоек коньковым прогоном.
  5. Установка рядовых стропил с выбранным шагом.
  6. Закрепление диагональных стропил при помощи гвоздей к коньку таким образом, чтобы они продолжали коньковый прогон.
  7. Установка наружных стропил, которые крепятся одной стороной к диагональным ногам, а другой присоединяются к верхней обвязке конструкции. Шаг между стропилами составляет около 60 см.
  8. Укладка гидроизоляционного покрытия на стропила внахлест одной стороны на другую около 10 см и фиксация его степлером. Закрепление гидроизоляции вдоль стропил осуществляется при помощи реек контр-обрешеки.
  9. Установка обрешетки.
  10. Монтаж кровельного материала с обработкой всех стыков герметиком.

Пример удачного использования четырехскатной крыши для беседки, с покрытием из натурального сена

Ознакомившись с особенностями конструкции, можно смело приступать возведению выбранного типа четырехскатной крыши. Однако следует помнить о том, чтобы получить надежную, прочную и долговечную конструкцию не следует пренебрегать предварительными расчетами элементов конструкции и строго соблюдать алгоритм выполнения работ.

От чего зависит шаг расположения стропил

Рассмотрим факторы, определяющие шаг между стропилами двухскатной крыши, подробнее. Необходимо сразу учесть, что количество стропил определяет несущую способность. Уменьшение их числа усложняет монтаж утеплителя, способствует провисанию планок обрешетки и кровли, установленной на них.

В то же время, слишком частое размещение стропил также создает трудности при монтаже утеплителя. Его приходится подгонять по ширине, что создает отходы, т.е. непроизводительный расход материала. Поэтому часто критерием для определения шага стропил используют размер теплоизолятора. Например, многие виды минеральной ваты имеют ширину 60 см, что вполне подходит для большинства конструкций двускатных крыш.

Утепление минеральной ватойИсточник tues.ru

Кроме того, шаг стропил напрямую зависит от их количества. Это расчетная величина, которая определяется исходя из несущей способности опорных элементов. Нагрузки, воздействующие на кровельное покрытие, а также вес самого покрытия имеют достаточно большие значения, поэтому для их принятия нужна устойчивая и прочная конструкция. Необходимо учитывать, что тип стропильной системы также имеет значение, поскольку наслонные стропила значительно тяжелее висячих, они образуют заметную нагрузку на стены и фундамент дома.

Ветровая и снеговая нагрузки – это внешние факторы, влияющие на конструкцию крыши. Вес снега в зимний период способен продавить или даже сломать крышу, если ее конструкция не рассчитана должным образом. В приложениях СНиП есть специальные данные о среднегодовом количестве снега в разных регионах. В некоторых из них на каждый квадратный метр приходится до полутонны снега.

Если высчитать вес снега на всей площади крыши, получится весьма впечатляющее значениеИсточник seaside-home.ru

Кроме снега, серьезные нагрузки создает ветер. При этом, если снеговая нагрузка статична, то ветровые воздействия внезапны и неравномерны. Ветер может подняться в любое время года, и зимой, и летом, что заставляет относиться к нему со всей серьезностью. При выборе угла наклона следует выяснить силу и направление преобладающих ветров в регионе, узнать о возможности ураганных порывов. В приложениях СНиП имеется .

Информация о величине ветрового давления в разных регионах РоссииИсточник tues.ru

Все эти факторы определяют параметры стропильной системы и расстояние между отдельными опорами.

Конструктивные элементы стропильной системы

Мы дадим перечень всех элементов, которые необходимо рассчитывать для каждого конкретного случая.

Мауэрлат

Наиболее простой элемент стропильной системы, может изготавливаться из бруса 150×150 мм, 200×200 мм или досок 50×150 мм и 50×200 мм. На небольших домах разрешается использовать спаренные доски толщиной от 25 мм. Мауэрлат считается неответственным элементом, его задача лишь равномерно распределять точечные усилия от стропильных ног по периметру фасадных стен строения. Фиксируется к стене на армирующем поясе при помощи анкеров или больших дюбелей. Некоторые стропильные системы имеют большие распирающие усилия, в этих случаях элемент рассчитывается на устойчивость. Соответственно, подбираются оптимальные способы фиксации мауэрлата к стенам с учетом материала их кладки.

Мауэрлат

Стропильные ноги

Формируют силуэт стропильной системы и воспринимают все действующие нагрузки: от ветра и снега, динамические и статические, постоянные и временные.

Стропильные ноги

Изготавливаются из досок 50×100 мм или 50×150 мм, могут быть сплошными или нарощенными.

Наращивание стропил

Доски рассчитываются по сопротивлению на изгиб, с учетом полученных данных подбираются породы и сорта древесины, расстояние между ногами, дополнительные элементы повышения устойчивости. Две соединенные ноги называются фермой, в верхней части могут иметь затяжки.

Что такое стропильные фермы

Затяжки рассчитываются на растяжение.

Затяжка на стропилах

Прогоны

Одни из самых важных элементов стропильной системы двухскатной крыши. Рассчитываются на максимальные изгибающие усилия, изготавливаются из досок или бруса соответствующего нагрузкам сечения. В самом высоком месте устанавливается коньковый прогон, по сторонам могут монтироваться боковые. Расчеты прогонов довольно сложные и должны учитывать большое количество факторов.

Коньковый прогон

Опоры для стропил

Могут быть вертикальными и наклонными. Наклонные работают на сжатие, крепятся под прямым углом к стропилинам. Нижняя часть упирается о балки перекрытия или бетонные плиты, приемлемы варианты упора о горизонтальные лежни. За счет упоров есть возможность использовать для изготовления стропильных ног более тонкие пиломатериалы. Вертикальные упоры работают на сжатие, горизонтальные на изгиб.

Опоры для стропил

Лежни

Укладываются вдоль чердачного помещения, упираются в несколько несущих стен или межкомнатных перегородок. Назначение – упрощение изготовления сложной стропильной системы, создания новых точек передачи нагрузок от различных типов упоров. Для лежней можно использовать балки или толстые доски, расчет делается по максимальному изгибающему моменту между точками опоры.

Лежень на схеме

Обрешетка

Тип обрешетки выбирается с учетом технических параметров кровельных покрытий и на показатели стропильной системы не влияет.

Обрешетка крыши

Процесс работы

После того, как стропила подготовлены, приступаем к самому процессу монтажа. Всю работу следует делать в команде, лучше чтобы она состояла минимум из трех человек. В таком случае меньше риск получить травму и сам процесс будет происходить быстрее.

  1. Чтобы облегчить и ускорить работу вначале делается шаблон. Две пары стропил поднимают на крышу. Далее, верхний их конец ставят на коньковый прогон, а нижний на мауэрлат. При этом выверяют угол наклона ската и расположение по вертикали. Верх стропил соединяют поперечной перемычкой. Снизу отмечают и выпиливают место соединения с мауэрлатом. Эту работу нужно провести правильно и аккуратно, от нее зависит все дальнейшие действия. Вместо стропил, для облегчения задачи, можно использовать две доски.
  2. Далее, шаблон спускают вниз и с его помощью подгоняют две пары стропил. Вначале следует поставить торцовые элементы системы. Закреплять их сразу «накрепко» не нужно, только наживить. Лучше всего сделать это с помощью подпорок, которые устанавливаются с двух сторон стропил.
  3. После этого выверяется ровность установки стропильных пар с торцов дома и между ними натягивают веревку, которая будет служить ориентиром для других составляющих системы.
  4. Далее, собираются остальные стропильные ноги и их ставят на свое место. Где это делать? С таким вопросом сталкиваются многие «домашние» мастера. Легче всего собрать стропильные пары на земле, а потом поднять их на крышу. Но в этом случае без спецтехники не обойтись. Такая конструкция может весить двести и более килограмм. Поэтому, если крана нет, лучше поднимать все по частям, а сборку проводить на крыше.
  5. После того, как выставили все по уровню, стропила следует закрепить с помощью гвоздей или других приспособлений. Лучше усилить это несколькими способами. В таком случае конструкция сможет прослужить дольше. Чаще всего гвозди дополняют скобами или металлическими планками. Некоторые специалисты рекомендуют дополнительно усиливать стыки толстой стальной проволокой.

Видео по теме:

Далее, приступают к установке подкосов, распорок и других дополнительных компонентов каркаса крыши. В заключении делается обрешетка и проводится монтаж гидроизоляции, утеплителя и кровельного материала.

Расчет диагональной стропильной ноги пример

В статье приведен пример классического расчета деревянных стропил в составе наслонной стропильной системы проектируемой двухскатной крыши с кровлей из асбестоцементных волокнистых листов по деревянной обрешетке. Целью расчета является определение (назначение) оптимальных размеров прямоугольного поперечного сечения стропильных ног при известных значениях постоянной и временной нагрузок.

L=4,5 м;
β=35º
g H =0,25 кН/м 2 (коэфф. надежности ng=1,1);
p H =0,7 кН/м 2 (коэфф. надежности nP=1,6).
R=13·10 6 Па=13 МПа;
E=10 ГПа.

Схема для сбора нагрузок и расчета стропильных ног представлена ниже на Рис.1.

Рис.1. Схема к расчету стропильных ног

Р А С Ч Е Т :

1) Подсчет нагрузок

Нагрузка, действующая на каждую стропильную ногу (кроме крайних), собирается с грузовой площади шириной l=1,0 м (см. Рис.1).

Погонные нагрузки на стропильную ногу (на 1 пог.м. длины): нормативная нагрузка:

расчетная нагрузка:

2) Расчет на прочность

Стропильная нога работает как наклонная изгибаемая балка, опирающаяся на два прогона: коньковый и настенный (мауэрлат). Расчетная схема стропил выглядит, как балка на двух опорах, нагруженная по всей длине равномерно распределенной нагрузкой.

Составляющие расчетной нагрузки:

Максимальный расчетный изгибающий момент:

Расчетная продольная сила: Условие прочности балки из пластичного материала (в нашем случае — дерева), испытывающей прямой поперечный изгиб в сочетании с осевым растяжением (сжатием), имеет следующий вид:

Подставим известные нам абсолютные значения усилий в формулу (1):

Из двух слагаемых левой части неравенства (2), первое по абсолютному значению меньше второго. Действительно, числитель второго слагаемого больше первого более чем в 2 раза, а отношение их знаменателей можно выразить следующей зависимостью:

т.е. для наиболее употребительных размеров сечений деревянных элементов (стропил) момент сопротивления Wx численно меньше площади F в 25…50 раз. Вследствие этого сечение стропильных ног подбираем по второму слагаемому, но с небольшим запасом:

где: Wтр – требуемый момент сопротивления сечения стропил.

По таблицам ГОСТ 24454-80 «Пиломатериалы хвойных пород. Размеры» подберем такие размеры поперечного сечения стропильных ног, при которых фактическая величина момента сопротивления сечения (Wx=Wнт) будет чуть больше требуемой величины (Wтр). Данному условию удовлетворяет брус размером сечения b×h=7,5×15 см, расчетный момент сопротивления которого составляет:

Площадь принятого поперечного сечения будет равна F=b×h=7,5×15=112,5 см 2 .

Проверим условие прочности (1) для принятого сечения стропильных ног, подставив найденные значения Wx и F в выражение (2):

УСЛОВИЕ ПРОЧНОСТИ ВЫПОЛНЕНО!

P.S.: Как видим, влияние продольной силы на суммарные напряжения в стропильной ноге — незначительно, поэтому при уклонах кровли до 35° продольной составляющей нагрузки qz можно пренебрегать.

3) Расчет на жесткость

Интенсивность нормативной поперечной равномерно-распределенной нагрузки:

Проверим жесткость стропильной ноги, для чего определим величину относительного прогиба и сравним ее с величиной предельно допустимого прогиба:

УСЛОВИЕ ЖЕСТКОСТИ НЕ ВЫПОЛНЕНО!

Необходимо увеличить размеры сечения стропильных ног до тех значений, при которых момент инерции (Jx) сечения увеличится не менее чем в 1,33 раза. Таким образом, окончательно принимаем брус сечением b×h=7,5×15 см (момент сопротивления Jx=2810 см4).

Дополнительные факторы

При расчете шага стропил обращают внимание не только на тип кровельного покрытия. Учитывается множество других моментов, данные о которых можно найти в справочниках и СНиПах

Вот некоторые из факторов:

Снеговые и ветровые нагрузки. Чем больше выпадает снега зимой и чем сильнее дуют ветра, тем меньше должно быть расстояние между балками. Но, если увеличить угол уклона крыши свыше 45°, тогда разрешается увеличить шаг.
Выбор утеплителя. Для снижения расходов на плиты утеплителя рекомендуется учитывать их стандартные размеры. Выпускают маты шириной 600, 800 и 1200 мм. Если пренебречь этим условием, тогда появится большое количество подрезов, мостики холода и строительство затянется.
Качество пиломатериала

Тут принимается во внимание порода древесины, сорт и сечение. Как уже говорилось выше, на прочность влияет то, насколько хорошо была высушена балка

Закупая древесину, обращайте внимание на ровность и наличие порока в виде сучков и следов от вредителей.
Балки перекрытия и затяжки. Если под двухскатной крышей обустраиваете мансардный этаж, тогда максимально расстояние между стропилами должно быт 0,75 метра.

Принимая во внимание все эти факторы можно определить через какое расстояние устанавливать стропила. Хотя все расчеты можно сделать самостоятельно, так как справочные данные есть в свободном доступе, лучше обратиться к профессионалам

Они имеют опыт в проектировании, быстрее определят необходимое расстояние между стропилами. Так, вы избежите возможных ошибок и будете уверены в безопасности.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Editor
Editor/ автор статьи

Давно интересуюсь темой. Мне нравится писать о том, в чём разбираюсь.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Подвесные работы
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector