Как рассчитать высоту стропил двухскатной крыши

Для того, чтобы определить размер бруса или доски для стропил, необходимо выполнить расчет сечения стропил. В данной статье в табличной форме представлены результаты расчета стропил при различных схемах двускатных крыш, нагрузках, длине стропил и углах наклона стропильных ног. Подбор сечения стропил уже выполнен по расчету и сведен в таблицу, вам осталось только выбрать из нее данные согласно вашим размерам.

Схема Расчет стропильной ноги для крыши с затяжкой.

Таблица 1 к схеме 1 (L1 = 3м).

Нагрузка на крышу, кг/м2

Длина проекции стропила

«L1», м

Угол наклона стропила «?», в градусах

Шаг стропильных ног,

«S», м

Сечение стропила,

см

Длина стропила,

«L», м

Максимальное расстояние между опорами стропила,

«L2», м

Высота крыши,

«Н», м

Высота положения затяжки,

«а», м

1

2

3

4

5

6

7

8

9

160

3

25

1,8

5х12

3,3

2,15

1,4

0,9

30

5х13

3,45

2,3

1,7

1,15

35

5х13

3,65

2,45

2,1

1,4

40

5х14

3,90

2,60

2,5

1,70

45

5х16

4,25

2,85

3,0

2,0

194

25

5х13

3,3

2,15

1,4

0,9

30

5х14

3,45

2,3

1,7

1,15

35

5х14

3,65

2,45

2,1

1,4

40

5х15

3,90

2,60

2,5

1,7

45

5х16

4,25

2,85

3,0

2,0

238

25

5х13

3,3

2,15

1,4

0,9

30

5х14

3,45

2,3

1,7

1,15

35

5х15

3,65

2,45

2,1

1,4

40

5х16

3,90

2,60

2,5

1,7

45

5х14-2шт.*

4,25

2,85

3,0

2,0

279

25

5х14

3,3

2,15

1,4

0,9

30

5х15

3,45

2,3

1,7

1,15

35

5х16

3,65

2,45

2,1

1,4

40

5х17

3,90

2,60

2,5

1,7

45

5х15-2шт.*

4,25

2,85

3,0

2,0

279

25

1,5

5х13

3,3

2,15

1,4

0,9

30

5х14

3,45

2,3

1,7

1,15

35

5х15

3,65

2,45

2,1

1,4

40

5х16

3,90

2,60

2,5

1,7

45

5х17

4,25

2,85

3,0

2,0

Параметры

Как и любой строительный процесс, создание крыши стоит начать с расчетов. На размер покрытия будет влиять площадь дома: чем больше дом, тем больше крыша, а соответственно и расход материалов больше.

Двухскатная крыша представляет собой треугольник. Поэтому при расчетах высоты крыши и угла наклона ската, нужно будет применить элементарные знания математики.

И так угол наклона ската будет являться в нашем треугольнике катетом, который при помощи данной формулы мы вычислим — a=b*tg α.

Параметры

B – это величина ширины дома, поделенная на 2. Что касается градуса уклона, то его вычисляем по таблице tg. Далее по формуле рассчитываем угол наклона для двухскатной крыши.

В зависимости от региона ветровая и снеговая нагрузка крыши будет колебаться. Она напрямую зависит от угла наклона крыши. В среднем в нашей стране это 30-50 градусов. Чем острее треугольник нашей крыши, тем лучше снег и дождь будет скатываться с нее.

Как рассчитать длину стропил и шаг ↑

  • Расчет стропил для двухскатной крыши, а именно – подсчет их длины сводится к применению теоремы Пифагора, поскольку сама она – гипотенуза, а катетами являются соответственно высота крыши и половина ее ширины.
  • Стандартная длина стропил – 4 и 6 метров, но этой величины при расчетах может оказаться и недостаточно.
  • Стандартный шаг стропил – 60-80 см. Это расстояние оптимально для 6-метрового пролета (максимум в 8 м). При большем расстоянии возникает необходимость в дополнительных растяжках или стойках.
  • Поперечная стяжка (ригель), установленный на уровне половины высоты стропила, значительно усиливает работу всей системы на «сжатие», тогда как дополнительные брусья, установленные поперечно между ногами стропил (различные затяжки) – на «растяжение».
  • Начиная с пролетов в 7-9 м, к затяжкам дополнительно устанавливают подкосы и бабки, чтобы не дать стропильной ноге прогибаться. Длина затяжек обычно равна пролету, а для расчета ригелей, подкосов и бабок нужны более сложные подсчеты.
  • Толщина параметр определяют, используя значения длины ноги и величины шага стропил, согласно установленным строительным нормам.

Посмотрите на видео, как устанавливаются стропила.

© 2021

Виды двухскатных крыш

Крыши двускатные бывают разных форм, каждая из которых отличается особенностями конструкции, дизайнерскими решениями и характеристиками подкровельного пространства.

Симметричная или простая двухскатная кровля

Щипцовая или симметричная классическая кровля представляет собой расположенные под нужным углом относительно постройки 2 плоских прямоугольных ската.

Свойства и функции сооружения определяются прежде всего величиной угла такой крыши:

  1. Наиболее простым решением для домов с размерами стены в ширину до 8 м будет ферма со сторонами, имеющими наклон 45°.
  2. Меньшие углы применяются в районах с большими ветровыми нагрузками и для небольших зданий.
  3. Расположение скатов круче 45° – лучший вариант для строений, находящихся в регионах с большим количеством осадков в виде снега. Такой тип кровли является наиболее дорогостоящим.

Симметричная ломаная конструкция понадобится для увеличения места под крышей.

Виды двухскатных крыш

Крыша с разными углами наклона скатов

Двускатная крыша с разными скатами, в основе которой находится произвольный треугольник с отличающимися углами, более сложна в расчетах. Одинаковых элементов в стропильной системе меньше. Какие-то части понадобится усиливать.

Конструкции используются с целью:

  • получить мансардное помещения требуемой формы;
  • сделать балкон с нужной стороны и заданного размера;
  • создать стильный оригинальный дизайн.

Появляются дополнительные возможности связать постройку с рельефом местности. Асимметричная крыша в некоторых случаях поможет разгрузить фундамент за счет отсутствия полноценного 2 этажа.

Крыша с большими свесами

С горных вершин Швейцарии и Франции в Россию пришло такое экстерьерное решение, как шале, когда под одной кровлей дома размещаются другие пристройки.

Подход позволяет соединить традиционный взгляд на архитектуру и новые строительные технологии. Большие свесы помогают защитить от влаги фундамент и стены, сэкономить на устройстве отдельных кровельных систем.

Двускатная крыша с разными скатами позволяет перекрыть несколько помещений, начиная от мансарды, и включая парковку, летнюю кухню, беседку или веранду, бассейн или хозяйственные постройки.

Двухскатная ломаная конструкция крыши

Чтобы приблизить форму мансардного помещения к классической жилой площади, кровельные скаты вверху делают более пологими, а книзу усиливают наклон – «ломают».

Виды двухскатных крыш

С помощью этих манипуляций под кровлей получают:

  • высокий потолок;
  • почти вертикально расположенные стены и окна;
  • возможность сделать балкон во всю ширину;
  • отсутствие острых углов в комнатах.

Изломы увеличивают пространство мансарды, делают его более привычным и уютным.

Ломаные конструкции также применяются при создании разноуровневых двускатных крыш, когда скаты не только отличаются по длине, но и расположены на разной высоте.

Расчет деревянных стропил крыши

Обычно в частном строительстве для устройства крыши дома используется деревянная стропильная система, которая обычно состоит из стропил (верхний пояс стропильной системы), обрешетки, подкосов, затяжек, стоек и прогонов.

Основным элементом из них являются стропила. Именно от их надежности зависит «сложится» ли ваша крыша или нет.

Поэтому для того, чтобы этого не случилось данные конструкции необходимо рассчитывать — делать подбор минимально допустимого сечения по прочности и прогибу.

1. Калькулятор

2. Инструкция к калькулятору

Сделать это Вы можете на данной странице, где Вам предлагается произвести расчет деревянных стропил крыши (расчет обрешетки см. другой калькулятор) для восьми типов стропильной системы:

  • Тип 1 — односкатная крыша, в которой стропила опираются на две опоры.
  • Тип 2 — в основе стропильной системы лежит треугольник, стропилины которого опираются по двум точкам.
  • Тип 3 — двухскатная крыша, состоящая из треугольной стропильной системы, в которой используются подкосы.
  • Тип 4 — треугольная арка с затяжкой на опорах.
  • Тип 5 — стропила крыши с шарнирным опиранием по концам и жестким защемлением в области конька.
  • Тип 6 — в стропильной системе каждая стропилина опирается на три опоры.
  • Тип 7 — стропильная система, в которой стропилины соединены приподнятой затяжкой.
  • Тип 8 — стропильная система мансардной крыши, которая опирается на четыре опоры и имеет затяжку в области верхних опор.

Примечание: Данный список можно было еще долго и долго продолжать. Но даже если Ваша крыша точно не соответствуют перечисленным типам, благодаря данному калькулятору Вы все равно сможете ее рассчитать. Просто нужно подобрать наиболее подходящий из предложенных.

Исходные данные

Условия эксплуатации:

Срок службы — здесь указывается срок, на протяжении которого конструкции должны исправно работать.

Про остальные параметры (длины (L и L0), шаг стропил (K), высоты крыши (Н, Н1 и Н2)) и так все понятно. Здесь просто нужно смотреть на рисунок.

Характеристики стропилин:

Для справки, стропилина — это одна из досок стропил.

Материал — здесь выбирается порода дерева, из которой будут изготовлены стропилины, а впоследствии и стропила.

Ширина (B) и высота (D) — размеры сечения стропилины.

Сорт древесины — здесь выбирается сорт древесины, из которого будут изготовлены стропилины.

Пропитка — ставится «Да», если древесина будут подвержена глубокой пропитке антипиренами под давлением.

Нагрузка:

По СНиП «Нагрузки и воздействия» нагрузка на стропила может быть неравномерной. Другими словами, стропилина слева может быть нагружена больше, чем стропилина справа (подробнее об этом в статье: сбор нагрузок на кровлю и стропила).

Поэтому, если рассчитывается лишь одна стропилина, то нормативные (qн)  и расчетные (qр) нагрузки берутся максимальные (в нашем случае слева).

А если расчет стропил крыши производится так, как в случае с затяжками (когда рассчитывается стропило целиком), то нужно указывать и нагрузки слева (qн1, qr1) и нагрузки справа (qн2, qr2).

Результат

Длины (L1 и L2) — расчетные длины стропилин.

Углы наклона (P, P1 и P2) — углы наклона стропил и подкоса. В случае с подкосом угол наклона Р2 желательно делать в пределах 45-53°.

Реакции (VA, VB и VC) — реакции, возникающие на опорах.

Усилия (NA, NC, ND и NE) — усилия, возникающие в затяжке.

Гибкость стропилины — параметр необходимый для расчета стропил на сжатие.

Расчет по прочности:

Gстропил. — напряжение, возникающее в стропилах.

Rтреб — требуемое расчетное сопротивление древесины. Если возникающее напряжение превышает его, то стропилы по прочности не проходят. В этом случае нужно, либо уменьшать шаг стропил, либо увеличивать их сечение.

Запас — в случае, если Gстропил.>Rтреб, то здесь показывается на сколько превышено напряжение в стропилах; в противном случае (Gстропил.

Как рассчитать длину стропил двухскатной крыши, учитывая нагрузки – правила расчета

В статье пойдет речь о том, как рассчитать стропила на двухскатную крышу и вычислить различные нагрузки, приходящиеся на кровлю.

Крыша в здании предназначена для удержания внешних нагрузок и их перераспределения на несущие стены или опорные сооружения. К таким нагрузкам относится вес кровельного пирога, масса самой конструкции, вес снежного покрова и так далее.

Крыша располагается на стропильной системе. Так называется каркасная конструкция, на которую фиксируется кровля. Она принимает все внешние нагрузки, распределяя их по опорным сооружениям.

Стропильная система включает в себя следующие элементы:

  • Мауэрлат;
  • Подкосы и раскосы;
  • Боковые и коньковые прогоны;
  • Стропильные ноги.

Стропильной фермой называется конструкция, включающая в себя все перечисленные элементы за исключением мауэрлата.

Сечение стропильной ноги

Расчет данного показателя основывается на 3 критериях:

  • Нагрузки из предыдущего раздела;
  • Удаленность перил;
  • Длина стропил.

Существует специальная таблица сечений стропильных ног, в которой можно узнать данный показатель, основываясь на вышеописанных критериях.

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.

Природные явления, влияющие на снеговую нагрузку

Многие негативные воздействия на крышу наблюдаются при резкой смене погодных условий во время зимы. Например, образование льда, оттаивание, обильный снегопад, сход снега, образование сосулек большой массы и их обрушение, поломка водосточной системы. Все это ведет не только к нарушению комфорта проживания, но и несет угрозу для жизни людей.

При расчете нагрузки осадков на крышу во время зимнего сезона необходимо учесть те процессы, которые соответствуют этому периоду в вашем регионе. Любая зима может характеризоваться следующим:

  1. Особенности ветров и перепад температуры. До 5 процентов массы выпавшего снега в течение дня и ночи уходит с крыши естественным образом. Он просто сползает, покрывается настом при потеплении, усилении ветра сдувается с поверхности кровли.
  2. Нагрузка, превышающая расчетную. Может возникать при резком перепаде температуры в сторону тепла и наступающим затем морозом. Гидроизоляция, теплоизоляция, стропильная конструкция в таких случаях могут подвергнуться деформации.
  3. Сложная крыша, имеющая впадины и различные скосы, препятствует свободному схождению покрова, в результате чего возникает неравномерная нагрузка на всю кровлю.
  4. Сходящий снег при образовавшейся наледи имеет свойство скапливаться на краю ската и его неожиданное падение может травмировать проходящего мимо человека. В регионах, где могут наблюдаться такие явления, устанавливают специальные снегозадержатели.
  5. Сход больших масс повреждает водосточную конструкцию. Чтобы этого не происходило, требуется своевременная чистка крыши или установка кабельного обогрева на конце плоскости ската.
  6. В районах, где наблюдается обилие снегопадов. При несвоевременном производстве очистки крыши и сугробов, образующихся в результате схода, может образовываться снеговой мешок (когда сошедший снег упирается в карниз кровли). Такое происходит обычно с подветренной стороны. В этом случае могут пострадать даже стены и окна дома.
  7. Снег на крыше всегда распределяется неравномерно, на одних скатах его скапливается больше, на других меньше, это зависит от направления ветров преобладающих в регионе постройки.

Рекомендации

Сделать все расчеты перед началом работ по возведению крыши достаточно просто. Единственное, что требуется – это скрупулезность и внимательность, не следует также забывать о проверке данных, после завершения процесса.

Одним из параметров, без которого в процессе расчетов не обойтись будет общая площадь крыши. Следует изначально понимать что этот показатель представляет, для лучшего понимания всего процесса вычисления.

Имеются некоторые общие положения, которых рекомендуется придерживаться в процессе расчета:

Рекомендации
  1. Первым делом определяется длина каждого из скатов. Эту величина равна промежуточному расстоянию между точками в самой верхней части (на коньке) и самой нижней (карниз).
  2. Вычисляя такой параметр необходимо учитывать все дополнительные кровельные элементы, например, парапет, свес и любого рода сооружения, которые добавляют объем.
  3. На этом этапе также должен быть определен материал, из которого будет конструироваться кровля.
  4. Не нужно учитывать при вычислениях площади элементы вентиляции и дымохода.

Лучше всего вам поможет в расчетах калькулятор стропильной системы двухскатной крыши.

Расчет стропильной системы двухскатной крыши: калькулятор

Как рассчитать длину стропил двухскатной крыши, учитывая нагрузки – правила расчета

В статье пойдет речь о том, как рассчитать стропила на двухскатную крышу и вычислить различные нагрузки, приходящиеся на кровлю.

Крыша в здании предназначена для удержания внешних нагрузок и их перераспределения на несущие стены или опорные сооружения. К таким нагрузкам относится вес кровельного пирога, масса самой конструкции, вес снежного покрова и так далее.

Крыша располагается на стропильной системе. Так называется каркасная конструкция, на которую фиксируется кровля. Она принимает все внешние нагрузки, распределяя их по опорным сооружениям.

Стропильная система двухскатной крыши включает в себя следующие элементы:

  • Мауэрлат;
  • Подкосы и раскосы;
  • Боковые и коньковые прогоны;
  • Стропильные ноги.

Стропильной фермой называется конструкция, включающая в себя все перечисленные элементы за исключением мауэрлата.

Расчет нагрузок двухскатной крыши

Перед тем, как рассчитать длину стропил двухскатной крыши и прочие параметры, необходимо определить нагрузки, приходящиеся на кровлю дома, вернее, на стропильные ноги. Их принято разделять на постоянные и переменные.

Переменные нагрузки на кровлю

Переменными называются такие нагрузки, которые действуют на крышу не постоянно, а сезонно. Ярким примером является снег в зимнее время. Снежные массы оседают на кровле, создавая дополнительное воздействие. Но весной они тают, соответственно, давление снижается.

К переменным нагрузкам относится и ветер. Это тоже погодное явление, которое действует не всегда. И таких примеров очень много. Поэтому важно учитывать переменные нагрузки при расчете длины стропил двускатной крыши. При вычислении нужно брать во внимание множество различных факторов, воздействующих на крышу здания.

Теперь подробнее рассмотрим снеговые нагрузки. При расчете данного параметра нужно использовать специальную карту. Там размечена масса снежного покрова в различных регионах страны.

Для вычисления данного вида нагрузки используется следующая формула:

S = Sg х µ

Где Sg — показатель местности, взятый по карте, а µ — поправочный коэффициент. Он зависит от уклона крыши: чем уклон сильнее, тем меньше коэффициент поправки. И тут есть важный нюанс — для крыш с уклоном от 60o его совсем не учитывают. Ведь с них снег будет просто скатываться, а не скапливаться.

Вся страна разделена на районы не только по массе снега, но и по силе ветров. Имеется специальная карта, на которой можно узнать данный показатель в определенной местности.

При расчете стропил кровли ветровые нагрузки определяются по следующей формуле:

W = Wo * x

Как рассчитать длину стропил двухскатной крыши, учитывая нагрузки – правила расчета

Где x — коэффициент поправки. Он зависит от месторасположения строения и его высоты. А Wo — параметр, выбранный по карте.

Расчет размеров стропильной системы

Когда с расчетом всех видов нагрузок покончено, можно переходить вычислению размеров стропильной системы. Выполнение работы будет отличаться в зависимости от того, какая конструкция крыши планируется.

В данном случае рассматривается двухскатная.

Сечение стропильной ноги

Расчет стропильной ноги основывается на 3 критериях:

  • Нагрузки из предыдущего раздела;
  • Удаленность перил;
  • Длина стропил.

Существует специальная таблица сечений стропильных ног, в которой можно узнать данный показатель, основываясь на вышеописанных критериях.

Длина стропил в двускатной крыше

Теперь разберемся, как рассчитать кровлю двухскатной крыши. Для такой конструкции требуется монтаж более сложной стропильной системы.

При расчетах вручную потребуются базовые знания геометрии, в частности — теоремы Пифагора. Стропило — гипотенуза прямоугольного треугольника. Ее длину получится узнать, если разделить длину катета на косинус противолежащего угла.

Рассмотрим конкретный пример:

Требуется расчет длины стропил двухскатной крыши для дома с шириной 6 м, у которого наклон скатов равен 45o. Пусть L будет длиной стропил. Подставим все данные в формулу.

L = 6 / 2 / cos 45 ≈ 6 / 2 / ≈ метра.

К полученному значению нужно прибавить длину козырька. Она приблизительно равна 0.5 м.

+ 0.5 = метра.

На этом исчисление длины стропил для двухскатной крыши закончено. Это был ручной способ выполнения задачи. Существуют специальные компьютерные программы, предназначенные для автоматизации данного процесса. Проще всего использовать «Аркон». Это полностью бесплатная программа, с которой легко разберется даже плохо разбирающийся в компьютерах человек.

Достаточно просто указать вводные параметры на основании размеров дома. Программа самостоятельно выполнит расчеты и покажет необходимое сечение, а также длину стропил двускатной крыши.

Читайте также:  Виды и маркировка гидроизола для кровли и технология укладки