Расчет стропил: Онлайн калькулятор расчета угла наклона и стропильной системы двухскатной крыши

Расчет нагрузки на стропильную систему кровли

Для чего и каким образом необходимо производить расчет нагрузок на стропильную систему крыши мы поделимся с Вами в данной статье.

Стропильная система является основной несущей конструкцией крыши, состоящей, как правило, из «скелета» деревянных или металлических балок и элементов, находящихся в тесной и жесткой связке между собой. Поэтому, перед началом строительства крыши, необходимо произвести расчет конструкции с учетом всех возможных нагрузок, воздействующих на крышу дома в любое время года. Расчет по нагрузкам необходим для определения шага (расстояния между элементами) и сечения стропил для обеспечения требуемой жесткости и устойчивости всего стропильного каркаса. Как правило, типовое сечение стропил 50мм х 150мм (или 50мм х 200мм), шаг между стропильными ногами обычно колеблется в диапазоне от 0,6 до 1,1м.

На стропила воздействуют как постоянные, так и временные нагрузки.

К постоянным нагрузкам относятся:

• Вес самой стропильной системы;
• Вес кровли;
• Вес чернового настила, обрешетки / контробрешетки;
• Вес утеплителя (в случае жилой мансарды) и подкровельных пленок;

К временным нагрузкам относятся:

• Cнеговая нагрузка;
• Ветровая нагрузка;
• Вес людей, обслуживающих кровлю;

При расчете снеговых и ветровых нагрузок необходимо руководствоваться СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия». Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85* (карты районирования территории РФ по климатическим характеристикам, а также расчетные параметры).

Расчетное значение снеговой нагрузки определяется по формуле:

Sрасчетное = Sg * µ,

где Sg – расчётное значение веса снегового покрова на 1м² горизонтальной поверхности земли, принимаемое по таблице:

µ — коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие.

Коэффициент µ зависит от угла наклона ската кровли:

• µ = 1 при углах наклона ската кровли меньше 25°
• µ = 0,7 при углах наклона ската кровли от 25° до 60°
• При углах наклона ската более 60° значение µ в расчете полной снеговой нагрузки не учитывают.

Расчетное значение средней составляющей ветровой нагрузки на высоте «z» над поверхностью земли определяется по формуле:

W=WO *k,

где WO – нормативное значение ветровой нагрузки, принимаемое по таблице ветрового района РФ:

k – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте, определяется по таблице, в зависимости от типа местности:

А – открытые побережья морей, озёр и водохранилищ, пустыни, степи, лесостепи и тундры.

B – городские территории, лесные массивы и др. местности, равномерно покрытые препятствиями более 10м.

*при определении ветровой нагрузки типы местности могут быть различными для разных расчетных направлений ветра.

Сечение бруса, используемого для стропил, зависит от длины стропильного элемента, шага установки стропил и расчетной величины нагрузок для данного региона. В таблице ниже сведены значения, соответствующие возможным максимальным нагрузкам по г. Москве и М.О. Данные не заменяют полноценного расчета несущей способности стропильной системы, их можно рассматривать как рекомендательные для достаточно простых конструкций крыш, а также учитывая ассортимент пиломатериалов, которые выпускают предприятия РФ, согласно ГОСТ 24454-80.

После того, как будут определены все временные и постоянные нагрузки, производится расчет несущих элементов стропильной системы на прочность, устойчивость, деформации и другие параметры совместной работы всей конструкции в целом, при этом обязательно учитываются коэффициенты надежности (коэффициенты запаса) по нагрузке.

Подобные расчеты основываются на сопромате и принятых расчетных схемах для каждого отдельного случая в отдельности и осуществляются инженерами-проектировщиками, специализирующихся на проектировании зданий и сооружений.

Напоследок хотелось бы отметить, что выбирая кровельный материал для своего загородного дома, например, между керамической черепицей и гибкой черепицей, следует учитывать совокупные нагрузки от конструкций в целом. Например, ввиду сравнительно легкого веса битумной черепицы она ошибочно кажется более легкой, нежели массивная керамическая. Ошибочно лишь потому, что для гибкой черепицы необходим сплошной настил (ОСП, ФСФ фанера или калиброванные доски), дополнительная учащенная обрешетка, дополнительная гидроизоляция и не только. Сравнивая в итоге общий вес кровельного пирога из керамической черепицы и гибкой черепицы можно сделать вывод, что разница в весе минимальна и практически не ощутима, распределяя общий вес от кровли на всю стропильную систему.

расчет кровли, нагрузка и правила проектирования

Содержание:

Расчет нагрузок двухскатной крыши
Постоянные нагрузки
Переменные нагрузки на кровлю
Расчет размеров стропильной системы
Сечение стропильной ноги
Длина стропил в двускатной крыше

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.

Постоянные нагрузки

Первым видом называются такие нагрузки, которые действуют на кровлю всегда (в любой сезон, время суток и так далее). К ним относится вес кровельного пирога и различного оборудования, установленного на крыше. Например, вес спутниковой антенны или аэратора. Необходимо вычислить вес всей стропильной конструкции вместе с крепежами и различными элементами. Профессионалы для выполнения этой задачи используют компьютерные программы, а также специальные калькуляторы.

Расчет двухскатной кровли основывается на вычислении нагрузок на стропильные ноги. В первую очередь нужно определить вес кровельного пирога. Задача довольно простая, необходимо просто знать используемые материалы, а также размеры крыши.

В качестве примера вычислим вес кровельного пирога с материалом ондулин. Все значения берутся приблизительно, высокая точность здесь не требуется. Обычно строители выполняют расчеты веса квадратного метра кровли. А потом данный показатель умножается на общую площадь крыши.

Кровельный пирог состоит из ондулина, слоя гидроизоляции (в данном случае — изоляции на полимерно-битумной основе), слоя теплоизоляции (будет вестись расчет веса базальтовой ваты) и обрешетки (толщина досок составляет 25 мм). Вычислим вес каждого элемента по отдельности, а потом сложим все значения.

Расчет кровли двухскатной крыши:

1. Квадратный метр кровельного материала весит 3.5 кг.
2. Квадратный метр гидроизоляционного слоя весит 5 кг.
3. Квадратный метр утеплителя весит 10 кг.
4. Квадратный метр обрешетки весит 14 кг.

Теперь вычислим общий вес:

3.5 + 5 + 10 + 14 = 32.5

Полученное значение нужно умножить на коэффициент поправки (в данном случае он равен 1.1).

32.5 * 1.1 = 35.75 кг

Получается, что квадратный метр кровельного пирога весит 35.75 кг. Остается умножить данный параметр на площадь крыши, тогда получится рассчитать двухскатную крышу. Читайте также: «Расчет площади крыши — алгоритм действий».

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 60^o 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 = W_o * x

Где x — коэффициент поправки. Он зависит от месторасположения строения и его высоты. А W_o — 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 45^o. Пусть L будет длиной стропил. Подставим все данные в формулу.

L = 6 / 2 / cos 45 ≈ 6 / 2 / 0.707 ≈ 4.24 метра.

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

4.24 + 0.5 = 4.74 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.

Калькулятор длины стропил онлайн

Опубликовано пользователем

Рассчитайте длину обычных стропил с помощью этого простого и бесплатного онлайн-инструмента, введя размеры ширины крыши, выбрав уклон крыши и толщину конька. Результаты автоматически увольняются. К ним относятся:

• Длина стропила.
• Подъем стропила.
• Прогон стропила.
• Высота подмостей

Введите значение ширины крыши (снаружи наружу) в футах, дюймах и дробях, дюймах и дробях или используйте поле дюймов, чтобы ввести значение в десятичных дробях, если вы предпочитаете это. Если у вас возникнут дополнительные вопросы, см. подробные инструкции ниже.

• Если на рабочем месте не будет подключения к Интернету, откройте эту страницу на устройстве, таком как ноутбук или смартфон, в месте, где есть подключение к Интернету. После открытия этой страницы калькулятор будет работать без подключения к Интернету.
• Произведите прямое измерение ширины крыши. Это должно быть из стен, которые имеют одинаковую высоту. Если это не так, нажмите здесь, чтобы просмотреть калькулятор стропил неровной стены.
• Используйте числовые поля для ввода значения в футах, дюймах и дробях, дюймах и дробях.
• Затем используйте раскрывающийся список, чтобы выбрать значение дроби.
• Для опытных пользователей просто используйте поле дюймов для ввода десятичного значения.
• Используйте чертежи, чтобы установить уклон крыши. Выберите уклон крыши.
• Определите толщину гребня и выберите ее из раскрывающегося списка.

Результаты автоматически запускаются при вводе или изменении любого из значений. Длина стропила дается от длинной точки конькового спила вверху вниз по верхнему краю доски до такого же отвесного среза на стропильном врубе. Следующий результат — бег. Это горизонтальное измерение от внешней стороны стены до внутренней части конька. Затем подъем – это вертикальный замер от вершины стропила по внешнему краю отвесного среза на летке. Это также известно как HAP (высота над пластиной). Леса — это значение в дюймах, которое представляет собой расстояние по вертикали от верха HAP до верха прогулочной доски.

Вершина стропила обычно соединяется с коньком. Митра — это просто отвес. Не должно быть зазоров в точности посадки. Если есть заметный разрыв, то это должно быть красным флажком для расследования.

Часть стропила, которая опирается на стеновую пластину, известна как «птичий рот». Это комбинация двух разрезов. Существует отвесный срез, который находится на расстоянии, возвращаемом калькулятором, измеренному непосредственно вдоль верхней части доски от конькового среза, и есть ровный откос (обратный откос), который должен полностью лежать на стеновой пластине с небольшим количеством стеновой пластины или без нее. То, что осталось от разреза по отвесу, называется HAP.

Стропильный хвост не имеет значения для калькулятора. Она должна быть выложена целиком с обрамляющим угольником. Не должно быть такой части хвоста, которая «распушится», и которую впоследствии придется подстригать.

Стропила — это наклонные балки, поддерживающие вес крыши. Обычно они простираются от настенной плиты до конька. У них есть ограничения на то, как далеко они могут простираться, и правила относительно того, как они должны располагаться и крепиться. Щелкните здесь, чтобы ознакомиться с таблицами пролетов IRC и строительными нормами за 2012 год.

Разметка рассчитанного стропила

• Поместите доску на козлы короной от себя.
• Используйте угольник, чтобы отметить отвес как можно ближе к концу доски. Я предпочитаю использовать правую сторону доски для этого гребня. Идите вперед и увидели эту отметку.
• Зацепите длинный конец рулеткой, растяните его по всей длине и сделайте отметку вдоль того же верхнего края доски.
• Снова используйте угольник, чтобы отметить еще один отвес. Он должен быть параллелен срезу конька. Это начало рта птицы.
• Отметьте срез для рта птицы так, чтобы он пересекал срез по отвесу под углом 90º и закрывал большую часть или всю стеновую пластину.
• Выложите хвост таким же обрамляющим квадратом.

Как рассчитать длину стропил крыши

В этой статье мы обсудим, как рассчитать длину стропил крыши. Но прежде чем мы приступим к расчету, нам нужно знать некоторые технические термины, связанные с скатной крышей.

Стропила крыши:

Стропила — это расстояние между коньком или вальмой крыши до стеновой плиты наружной стены.

Пролет крыши:

Пролет — это расстояние в свету между опорами арки, балки или фермы крыши.

Подъем крыши:

Расстояние по вертикали между стеной и верхним коньком.

Уклон крыши:

Уклон крыши — это ее вертикальный подъем над горизонтальным пролетом. Угол или уклон крыши рассчитывается по количеству дюймов, на которые она поднимается по вертикали, на каждые 12 дюймов, на которые она простирается по горизонтали. Например, крыша, которая поднимается на 6 дюймов на каждые 12 дюймов горизонтального прогона, имеет уклон 6/12.

Стандартного универсального уклона крыши не существует. Это зависит от культуры, климата, стиля и доступных материалов. Наиболее распространенный уклон крыши рассчитан на шаг от 4/12 до 9/12.

• Шаг = подъем/спуск

Прогон крыши:

В каркасе крыши прогон – это расстояние от внешней стороны верхней плиты стены до точки, расположенной непосредственно под центром конька. Простыми словами, разбег – это половина длины пролета.

• Работа = Диапазон/2

Пример 1:

Дано,

• Пролет = 30 футов

• Шаг = 5/12

Пробег = Пролет/2 = 30/2 = 15 футов.

Длина стропила =?? по теореме Пифагора 0 ² + Подъем ² = Стропила ²

Стропила = √ (Прогон ² + подъем ² )

• Шаг = 5/12

• Подъем/бег = 5/12

∴ Высота = длина х 5/12 = 15 х 5/12 = 6,25 фута. 71 + 6,25 ² = 264,0625

∴ Стропила = √ 264,0625 = 16,25 футов

Пример 2:

Рассчитать длину стропил, используя угол:

Дано,

• Длина крыши = 30 футов

• Высота = 6 футов

• Угол = 20°

Мы знаем,

Sinθ = Противоположный/Гипотенуза, Cosθ = Смежный/Гипотенуза и

tanθ = Противоположный/Смежный

В приведенном выше треугольнике

• a = Противоположный = запустить

• b = Смежный = Подъем

• c = гипотенуза = стропила

• Cosθ = Смежный/Гипотенуза = b/c

c = b/Cosθ = 6/Cos20°

= 6,38 фута

∴ Длина стропила = 6,38 фута

Итак, это был простой расчет.