Как рассчитать шаг стропильную систему двухскатной крыши из металлочерепицы

Содержание:

1. Стропильная система кровли под металлическую черепицу и ее функции
2. В каких кровлях нужна стропильная система?
3. Двухскатная кровля из металлочерепицы и ее стропильная система
4. Стропильная система и ее конструктивные элементы
5. О шаге стропил при строительстве крыши
6. Как выполняют расчет стропил кровли?
7. Основные методики расчета шага стропил
   1. Длина опорной стены
   2. Снеговые нагрузки при определении шага стропильных ног
   3. Ветровая нагрузка и выбор шага
   4. Наличие утеплителя и выбор шага между стропил
   5. Тип пиломатериала и шаг между стропилами
   6. Критическая нагрузка и шаг стропильной системы
8. Итоги по расчету стропильной системы на крыше под металлочерепицу

Стропильная система является основным опорным элементом скатной крыши, без обустройства которой невозможно завершить строительство частного дома. Она состоит из разных элементов, каждый из которых несет собой ту или иную функцию. Обустраивают ее независимо от типа внешнего покрытия – металлочерепица, профнастил, шифер или мягкая битумная черепица. В статье предлагаем ознакомиться с конструкцией и узнать, как строится стропильная система двускатной крыши под металлочерепицу.

Стропильная система кровли под металлическую черепицу и ее функции

Стропильная система – это элементов из досок и балок, которые жестко соединены между собой. Она опирается на несущие стены здания и служит отправной точной для сооружения кровельного пирога.

Основные функции стропильной системы следующие:

•  Каркас для крыши – задает геометрическую форму будущей скатной кровли.

•  Основание для монтажа кровельного пирога – служит опорной частью для крепления всех остальных деталей кровли из металлочерепицы;

•  Восприятие нагрузок – принимает на себя вес кровельных материалов и внешних воздействий (снег, ветер), распределяет их равномерно.

•  Передача нагрузок на фундамент через несущие стены.

В каких кровлях нужна стропильная система?

При сооружении кровель с плоской кровлей несущим основанием у них является плита перекрытия. У скатных крыш такой точки опоры нет, поэтому стропильная система должна устанавливаться в обязательном порядке для любого их типа. Среди таких наиболее популярные являются следующие виды конструкций:

• Односкатные. Простые крыши с упрощенной конструкцией стропил. Опирание несущих балок выполняется по двум противоположным стенам разной высоты.
• Двускатные. Простые конструкции, которые формируют две наклонные плоскости. Соединение плоскостей в центре здания формирует коньковое ребро – верхняя точка стропильной системы.
• Четырехскатные и их разновидности – шатровые, вальмовые, полувальмовая, пирамидальные и прочие.
• Щипцовые. Имеют т 6-8 наклонных плоскостей, за счет чего являются самыми сложными в плане конфигурации и строительства.

Любая стропильная система скатной крыши формирует внутренней пространство – чердак. Иногда его используют в качестве мансарды – жилой комнаты. В таком случае к стропильной системы выставляют повышенные требования к прочности.

Двухскатная кровля из металлочерепицы и ее стропильная система

Ввиду простоты конструкции и строительства, двухскатные кровля являются самыми популярными и широко востребованными в частном домостроении. Стропильная система таких моделей крыш является несложной, что позволяет выполнить чертеж, сконструировать и возвести их своими руками.

Металлочерепица же относится к декоративному и недорогому кровельному покрытию. Она обладает строгой геометрией: шириной и длиной. Лист имеет форму прямоугольника. При укладке металлочерепицы на стропильную систему двухскатной кровли нет необходимости выполнять специальные и профессиональные расчеты количества материала. Также монтаж не нуждается в подрезке листов под конфигурацию сложной формы крыши. Поэтому двухскатная кровля и ее стропильная система являются идеальным вариантом для монтажа металлочерепицы.

Кроме простоты выполнения чертежа с расчетами и отсутствия необходимости обрезки листов, стропильная система двускатной крыши под металлическую черепицу обладает рядом других преимуществ. Среди них:

•  Возможность монтажа стропильной системы с нужным углом ската. Это важное преимущество, которое позволяет выбрать наклон крыши исходя из климатических особенностей региона строительства. Для домов, расположенных в ветреной местности можно возвести стропил с пологим наклоном. В заснеженных регионах вполне можно построить стропила с повышенным наклоном для лучшего схождения снега с поверхности металлочерепичной крыши.

•  Высокая скорость монтажа. Стропильная система двускатной крыши собирается быстро, поскольку не нуждается в обустройстве дополнительных несущих балок, раскосов и прочих опор. Это повышает производительность всего строительства.

•  Надежность конструкции. Сбитые стропила опираются на плоскости стен таким образом, что более равномерно распределяют нагрузки, чем это бывает с кровлями сложной конфигурации. А чем проще конструкция, тем более надежной она является.

•  Снижение стоимости строительства. Стропильная система такого типа является экономичной с точки зрения потребности в пиломатериалах. Также уменьшаются их отходы ввиду отсутствия необходимости подрезки большого количества бруса и досок под сложные формы.

Стропильная система и ее конструктивные элементы

Стропильная система собирается из бруса или доски. Обычно для этих целей используют пиломатериал из хвойных пород в целях экономичности. Если вопрос стоимости не стоит остро, то для изготовления деталей могут применяться брусья из более дорогих, плотных и стабильных пород дерева.

В конструкции стропильной системы могут присутствовать следующие элементы:

•  Мауэрлат. Монтируется на несущие стены параллельно коньковому ребру. Воспринимает нагрузки от стропильных ног, распределяет и равномерно переносит их на стены, тем самым предотвращает от повреждений.

•  Лежни. Укладываются на поперечные несущие стен. Необходимы для восприятия нагрузок от поддерживающих вертикальных балок.

•  Стропильные ноги. Укладываются на мауэрлат и формируют плоскость с наклоном для ската. В двухскатных кровлях они устанавливаются на двух опорных продольных стенах. В месте стыка формируют коньковое ребро.

•  Стойки. Поддерживающие балки, устанавливаемые вертикально под коньковым ребром с опиранием на лежень. Воспринимают нагрузки от конька.

Кроме основных элементов стропильной системы, в некоторых конструкциях предусматриваются и другие компоненты. Их наличие или и отсутствие зависит от разных факторов, как ветровая и снеговая нагрузка, габариты и площадь скатов, вес кровельных материалов в пироге. К дополнительным элементам стропильной системы относятся:

О шаге стропил при строительстве крыши

Шаг стропил двускатной крыши под металлочерепицу – это расстояние между двумя соседними стропильными ногами в каркасной конструкции. За счет расстояния элементов друг от друга конструкция приобретает решетчатую структуру. Это позволяет экономно расходовать пиломатериал, выбирать оптимальную дистанцию исходя из разных факторов.

К факторам, которые влияют на выбор расстояния между стропилами, относятся:

•  Тип кровли – одно двускатная или более сложная;

•  Угол уклона ската.

•  Поперечное сечение используемых пиломатериалов;

•  Тип стропильной системы (висячая, наслонная или скользящая);

•  Расчетные параметры нагрузок – совокупность веса материалов, и внешних ветровых, снеговых нагрузок.

•  Используемые материалы – в зависимости от того, какой породы брус или доска должна использоваться.

•  Тип материала – цельная древесина (массив) клееный брус и прочее.

Как выполняют расчет стропил кровли?

Рассчитать, какой нужно делать шаг стропил можно тремя способами:

• Заказать просчет у профессионалов. Это дорогой, но наиболее оптимальный вариант. Несмотря на стоимость услуг по расчету стропильной системы, в итоге вы гарантированно получаете чертеж, технические условия с обоснованием расчетом по всем параметрам и нагрузкам. Это обеспечит не только правильность последующего строительства, но и повысит долговечность будущей кровли из металлочерепицы.
• Использовать онлайн-калькулятор. Сейчас можно легко найти онлайн-калькуляторы, которые позволяют получить быстрый расчет шага стропил по заданным исходным параметрам. Выбирая такой метод, вся ответственность за расчет ложится на ваши собственные плечи. Чтобы воспользоваться специализированными программами, потребуется иметь некоторые вводные данные, без которых получить итоговый результат невозможно.
• Выполнение расчета шага стропильной системы вручную. Это кропотливый способ, который предполагает сопоставление различных параметров и выбор оптимального решения на основе проведенного анализа.

Основные методики расчета шага стропил

Есть разные факторы, по которым выполняют расчет шага стропил. Если делать правильно, то рекомендуется изучить все их. При выборе руководствоваться несколькими критериями, а не одним из них. Рассмотрим каждый из методов подробнее.

Длина опорной стены

Один из самых популярных способов получения количества стропил – это расчет шага по общей длине стены, на которую будут опираться концы стропильных ног. В данном случае многие мастера принимают во внимание пропорциональное деление длины стены на одинаковые участки. Ориентиром является удаленность элементов в 1 метр друг от друга.

Для примера, расчет количества стропильных ног для ската длиной 8 метров при условии шага в 1 метр будет равняться 9 штукам. Так как две ноги обязательно располагаются над поперечными стенами и формируют торцевую балку. То при расчете деление выполняют за вычетом одного стропила. Для стены с длиной 8,45 метра 9 элементов нужно разместить на удалении 8,45/8 = 1,05 метра.

Снеговые нагрузки при определении шага стропильных ног

Расположение частного дома в регионе со значительным уровнем выпадения снега всегда требует усиления стропильной системы. Чем выше нагрузки, тем меньше шаг нужно делать. Это связано с тем, что существенное внешнее давление может спровоцировать деформацию металлочерепицы, обрешетки под ней, а также стать причиной искривления самих стропильных ног.

При строительстве двускатной крыши из металлочерепицы в самых заснеженных районах значение шага между стропильными ногами принимают в диапазоне от 0,6 до 0,8 метров. В другом случае потребуется установка дополнительных упоров под стропилами внутри мансардного этажа или чердака. Но подобное исполнение снизит эффективность использования полезного внутреннего пространства.

Ветровая нагрузка и выбор шага

Расположение дома в ветреной местности требует немного другого подхода к выбору шага. Здесь важно учитывать не только нагрузки, но и угол уклона ската. Дело в том, что крутые кровли с наклоном более 45 градусов менее подвержены весовым нагрузкам от снега. На них действует другая сила – вырывающая нагрузка ветра. При попадании потока воздуха в подкровельное пространство, он изнутри воздействует на листы металлочерепицы, подрывая их из обрешетки.

Если шаг стропил под металлочерепицей будет небольшим, то затрудняется прохождение воздуха в вентилируемом зазоре и свободны его выход через вентилируемый конек. В данном случае специалисты рекомендуют принимать расстояние между стропильными ногами с большим значением от 1,2 до 1,4 метров. При таком расположении ветер будет создавать меньшее внутреннее давление на металлочерепицу. Это снизит риск вырывания листа с обрешетки.

Если крыша имеет нормальный уклон, то ветер по крыше проходит по касательной. Создаваемые нагрузки со стороны подкровельного пространства невелики. Поэтому в данном случае ориентируются на климатические и другие факторы, принимая шаг от 0,8 до 1 метра.

Наличие утеплителя и выбор шага между стропил

Теплоизоляция является важным элементом кровли жилого дома. Она не только уменьшает теплопотери, но и снижает уровень шума от дождя, града, ветра. Поэтому при определении шага стропил кровли теплого типа для мансардного чердака важно учитывать размер используемого утеплителя.

В качестве теплоизоляции крыши самым популярным вариантом является монтаж минеральной ваты. Она выпускается в плитах или рулонах типовыми размерами. Оптимально укладывать рулон сплошным слоем между стропилами от карнизного свеса до конька. Отсутствие стыков обеспечивает и отсутствие мостиков холода.

Тип пиломатериала и шаг между стропилами

Порода и качество используемой древесины напрямую влияет на выбор расстояния между стропилами под металлочерепицу. Чем прочнее, плотнее древесина, тем меньше она подвержена деформирующим нагрузкам. Если проще, то плотные и твердые древесные породы выдерживают повышенные нагрузки без изменения формы. Следовательно, такие материалы позволяют делать шаг большим.

Особенность отечественного жилого строительства заключается в оптимизации и рационализации процесса. Поэтому материалы выбирают по экономической составляющей и это один из главных критериев.

В основном при строительстве стропильной системы выбирают пиломатериал из:

•  ели;

•  сосны;

•  лиственницы.

Есть уже давно разработанные нормативные документы по выбору шага исходя из породы пиломатериала и сечения. Нужно просто сопоставить данные и получить по этим таблицам оптимальный вариант. Дальше можно равномерно распределить расстояние с учетом длины ската, разбив их на примерно равные участки.

Критическая нагрузка и шаг стропильной системы

На крышу из металлочерепицы постоянно воздействуют нагрузки. По характеру они могут быть двух типов:

•  Динамические (периодические ударные). В эту группу входят давление от порыва ветра, выпадение осадков, хождение по кровли, падение веток и мусора, прочих предметов.

•  Статические (постоянные) к такой группе относятся вес от кровельных материалов (пирога), давление от массы скопившегося снега. Расположение на крыше на постоянной основе других предметов и приспособлений (мансардные окна, люки, проходные лестницы и прочее).

Каждая такая нагрузка воздействует на стропильную систему сама по себе. Но могут случаться ситуации, когда все они в один момент станут воздействовать на стропила. Такая совокупная нагрузка называется критической.

Для определения критической нагрузки необходимо проводить ряд сложных расчетов. В них учитывается каждый фактор. По результату полученного подсчета выполняют выбор не только расстояния между стропильными ногами, но и тип пиломатериала – его сечение, подбор породы и сортности.

Данный способ расчет дистанции между стропилами является самым точным. Выполнить его самостоятельно очень непросто. Этот процесс требует определенных знаний и использования специальных таблиц из нормативных документов. Именно такие расчеты заказывают чаще всего у специализирующихся строительных организаций.

Итоги по расчету стропильной системы на крыше под металлочерепицу

Во многих случаях при строительстве кровель ориентировочным шагом стропильной системы является значение 0,8-1 метр. Но данный параметр является не всегда обоснованными, и его реализация может провоцировать последующее неприятности в виде деформации и разрушений.

Более правильный подход нуждается в квалифицированном и обоснованном расчете стропильной системы. При выполнении такого процесса учитываются целый ряд факторов. Именно так можно исключить неприятности в дальнейшей эксплуатации крыши и сделать ее максимально надежной и долговечной.