Как сделать стропила на крышу: подбор шага и сечения

Принципы расчета системы

В процессе эксплуатации кровли ее каркас испытывает высокие нагрузки различных типов:

• постоянные (вес самой стропильной системы и кровельного пирога);
• периодические (ветровая и снеговая нагрузка, вес человека, обслуживающего или ремонтирующего крышу или дымоход).

Как определиться с длиной стропил? Для вычислений требуется применить теорему Пифагора (если известна длина торцевой стены и высота расположения конька), либо теорему синусов (если помимо длины торцевой стены известен угол наклона ската кровли).

Для изготовления стропила можно использовать доски или брус. Построить каркас крыши, рассчитанный на высокие нагрузки, помогут дополнительные элементы, придающие конструкции жесткость.

Вычисление сечения элементов стропильной системы

Если предстоит построить крышу своими руками, необходимо выполнить расчет длины и сечения стропил. Так же, следует обратить внимание на характеристики материала, из которого изготавливаются стропильные ноги.

Рассчитав систему и определив размеры стропильных ног и ригелей, требуется вычислить общий вес этих элементов и добавить полученное значение к расчетным нагрузкам:

Обработка стропильных элементов антисептиком

Обработка антисептиком или комбинированным составом должна выполняться в два приема. Необходимо пропитать верхний слой древесины специальной жидкостью, нанеся ее кистью или валиком. После высыхания первого слоя обработка антисептиком повторяется.

Стропила скатной крыши

Расчет стропил

Перед тем, как непосредственно начать расчет стропил, следует выяснить, какие нагрузки будут оказывать влияние на кровлю дома.

То есть на стропильные ноги.

Нагрузки, действующие на каркас кровли, принято разделять на постоянные и переменные.

Постоянные – это те нагрузки, которые действуют постоянно, независимо от времени суток, времени года и пр.

Это вес всего кровельного пирога, вес дополнительного оборудования, которое может быть установлено на кровле (ограждение, снегозадержатели, аэраторы, антенны и пр.).

Переменные нагрузки появляются в определенное время года.

Когда снег ложится на кровлю — это очень приличный вес.

Но весной снег тает и нагрузка исчезает.

В любом случае ее следует учитывать.

То же самое с ветром.

Он не всегда есть, но когда дует сильный ветер, на каркас крыши действует довольно большое ветровое усилие.

Рассчитать параметры стропильной системы непросто.

И человеку неискушенному это вряд ли удастся.

Хотя попробовать стоит.

Хотя бы вес самой стропильной системы со всеми элементами и крепежом.

Поэтому профессионалы пользуются для расчета стропил специальными компьютерными программами и калькуляторами.

Как узнать нагрузку на стропильные ноги?

Сбор нагрузок следует начинать с определения веса кровельного пирога.

Если вы знаете, какие материалы будут использованы и площадь скатов, то посчитать все несложно.

Принято высчитывать, сколько весит 1 квадратный метр кровли.

И затем умножать на количество квадратов.

Давайте для примера рассчитаем вес кровельного пирога.

Кровельным материалом является ондулин:

Все веса суммируем: 3+5+10+15= 33 кг.

Затем следует полученное в результате вычислений значение умножить на коэффициент 1,1.

Это поправочный коэффициент.

Получается 34,1 кг.

Столько весит 1 кв. метр нашего кровельного пирога.

И если общая площадь нашей крыши равняется 100 квадратов, то весить она будет 341 кг.

Расчет снеговой нагрузки

Существует карта снеговых нагрузок.

На ней указана масса снежного покрова в каждом регионе.

Снеговую нагрузку рассчитываем по такой формуле: S = Sg х µ.

S – это снеговая нагрузка.

Sg – это масса снежного покрова.

µ — поправочный коэффициент.

И зависит этот коэффициент от того, какой у вашей кровли угол наклона скатов.

Еще о минимальном уклоне кровли.

О наслонных стропилах смотрите по ссылке. Фотографии различных конструкций наслонных стропил.

О расстоянии между стропилами двускатной крыши здесь. Оптимальное расстояние и как его рассчитать.

Чем этот угол больше, тем меньше значение этого коэффициента.

При углах наклона больше 60 градусов его вовсе не используют.

Так как снег на кровле не собирается.

Рассчитываем нагрузку от ветра

Как вся страна разбита на районы по массе снега, так же она разбита и по силе ветров.

И также существует специальная карта, на которой в каждом районе указывается сила ветра.

Для расчета нагрузок от ветра используют формулу:

Wo – показатель, взятый по карте.

k – это коэффициент поправки, зависящий от типа местности, где располагается здание, и его высоты.

Как рассчитать длину стропильных ног односкатной крыши

Из всех типов крыш односкатная является самой простой.

Сложные элементы в ней отсутствуют вовсе.

И установка ее производится на несущие стены, которые имеют разную высоту.

Такую кровлю устраивают на гаражах, банях, подсобных помещениях.

Чтобы вычислить, какова будет длина стропил односкатной крыши, следует определиться с углом наклона.

А зависит угол наклона ската, в первую очередь, от типа того кровельного материала, который вы хотите использовать.

В том случае, когда это профнастил, то оптимальный угол наклона составляет 20 градусов.

Но меньше 8 градусов угол делать запрещено!

Иначе в холодное время года под весом снежного покрова кровля не выдержит и попросту провалится.

Если вы будете укладывать металлочерепицу, то минимальный угол наклона увеличивается до 25 градусов.

При использовании шифера – 35 градусов.

Если кровля фальцевая, то угол наклона может быть разным: 18 — 35 градусов.

После того, как разобрались с углом наклона ската, необходимо поднять заднюю стену на такую высоту, чтобы получился желаемый угол.

Самое сложное в таких расчетах – это найти синус и тангенс.

Но для этого пользуются такой табличкой:

Для примера давайте найдем длину стропила и высоту поднятия стены фасада для дома длиной 5 метров.

Угол наклона составляет 25 градусов.

Для определения высоты поднятия передней стены Lbc х tg 25 = 5 х 0,47 = 2,35 метра.

Соответственно длина стропильной ноги Lc = 2,35 х 0,42 = 5,6 метра.

И не забудьте к полученной длине прибавить длину переднего и заднего свесов, которые необходимы для того, чтобы обеспечить стены здания защитой от косого дождя.

В среднем длина одного свеса составляет 0,5 метра.

Если требуется, эта длина может быть больше.

А вот меньше 0,5 метра нельзя.

Значит, к длине стропила следует прибавить 1 метр: Lc = 5,6 + 1 =6,6 метра.

Почему стропила лучше изготовить самостоятельно?

Ведь проще всего приобрести готовые стропила, получив при этом немало бонусов:

• Кратких сроков изготовления.
• Технологической точности всех деталей.
• Одинаковых, уже подогнанных размеров всех конструктивных элементов.

Но будьте тогда готовы и к таким минусам:

• Высокой стоимости (минимум в два раза выше, чем если вы стругали стропила сами).
• Задержка с поставкой (особенно в сезон).
• Использование некачественной или недосушенной древесины (а потом крышу «поведет»).

Так удобство или качество? Если вам не впервые что-то вырезать или выстругивать из дерева, смело беритесь за изготовление стропил! Вот как все это выглядит в жизни:

Сама стропильная система любой двускатной крыши состоит из таких основных элементов, которые вам нужно изготовить:

• Мауэрлат.
• Вертикальные стойки.
• Ригели.
• Стропильные ноги.
• Распорки.
• Коньковый прогон.

Также предлагаем вам воспользоваться нашим бесплатным калькулятором.

Подбираем материал для стропил

Итак, если вы определились с будущими нагрузками, самое время подобрать подходящий материал. В качестве его для изготовления стропил обычно используются:

Сухая доска: экономичный вариант

Для крыши каркасного дома это действительно один из самых лучших вариантов!

Зато из обычной доски удобнее всего сращивать стропила по длине:

Прочный металл: противостояние сырости

А сама работа с такими стропилами при монтаже не сложнее, чем с деревянными — смотрите сами:

Брусья: преимущества качественной древесины

Более всего для изготовления стропил подходит пиломатериал, который отвечает требования ГОСТ 8486-86 или 2695-83. А это:

• Влажность не более 18%, измеренная влагометром.
• Трещины, которые не сквозные и не превышают половины длины доски.
• На каждый погонный метр – не более трех сучков, и каждый из них – не более 30 мм диаметром.

А потому при покупке древесины на стропила обязательно проверяйте документы у продавца, которые говорят о качестве продукции.

Делаем правильные надрезы на стропилах

А теперь переходим к практике. Первым делом вам обязательно нужно изготовить удобный шаблон, по которому вы сделаете ровные одинаковые стропила:

И следуем таким инструкциям:

С жестким креплением придется повозиться:

Если же речь идет о подвижных узлах, тогда следуйте такому принципу:

На практике все на самом деле просто:

Как вы видите, глаза боятся, а руки делают!

Принципы расчета системы

В процессе эксплуатации кровли ее каркас испытывает высокие нагрузки различных типов:

• постоянные (вес самой стропильной системы и кровельного пирога);
• периодические (ветровая и снеговая нагрузка, вес человека, обслуживающего или ремонтирующего крышу или дымоход).

Как определиться с длиной стропил? Для вычислений требуется применить теорему Пифагора (если известна длина торцевой стены и высота расположения конька), либо теорему синусов (если помимо длины торцевой стены известен угол наклона ската кровли).

Для изготовления стропила можно использовать доски или брус. Построить каркас крыши, рассчитанный на высокие нагрузки, помогут дополнительные элементы, придающие конструкции жесткость.

Вычисление сечения элементов стропильной системы

Если предстоит построить крышу своими руками, необходимо выполнить расчет длины и сечения стропил. Так же, следует обратить внимание на характеристики материала, из которого изготавливаются стропильные ноги.

Рассчитав систему и определив размеры стропильных ног и ригелей, требуется вычислить общий вес этих элементов и добавить полученное значение к расчетным нагрузкам:

Обработка стропильных элементов антисептиком

Обработка антисептиком или комбинированным составом должна выполняться в два приема. Необходимо пропитать верхний слой древесины специальной жидкостью, нанеся ее кистью или валиком. После высыхания первого слоя обработка антисептиком повторяется.

Стропила скатной крыши

установка и опирание стропил на балки

А как правильно установить стропила крыши на балки перекрытия, какие существуют технические решения и как выполнять такие узлы крепления – мы сейчас расскажем.

Конечно, строительство крыши с мауэрлатом более понятно и логично, т.к. такой способ практикуется уже очень давно и изучен, а вот опирание стропил на балки вам нужно изучить, и так много полезной информации, как предоставляет наш сайт, вы не найдете нигде.

Но когда нужна такая стропильная систему и к чему такие сложности, спросите вы? Смотрите, подход незаменим, когда:

А еще настоящую мансардную крышу трудно представить без опоры стропил прямо на балки за пределами стен:

Убедили? Поверьте, у такой технологии столько же преимуществ, как и у классической.

Первый шаг, который вам нужно сделать – построить прочное основание для таких стропил. Например, если у балок перекрытия нет никакой подпорки (хотя бы в виде промежуточной с

Хомутов против стропил

Ника Громицко, CMI® и Бена Громицко

Натяжная стяжка — это элемент конструкции, который подвержен сетевому растяжению.

Хомуты

Хомуты должны иметь размер не менее 1 x 4 дюйма (номинал) с интервалом не более 4 футов по центру.

Другие факты о воротничках:

Стропильные стропы

Стропильные шпалы устанавливаются между противоположными стропилами, и их следует устанавливать как можно ближе к верхней плите.

Когда потолочные балки проходят перпендикулярно стропилам, инспекторы могут обнаружить, что стропильные балки установлены над потолочными балками в качестве элементов каркаса через каждые 4 фута над балками потолка, соединяющими противоположные стропила.

Стропильные шпильки должны быть не менее 2 х 4 дюймов (номинал).

Прочие сведения о стропильных связях:

Направление наружу

Нагрузку на конструкцию можно рассчитать путем объединения статической нагрузки или веса самой конструкции, временной нагрузки, которая варьируется для разных конструкций, снеговой нагрузки и ветровой нагрузки.

Балки потолка

Соборные потолки

Нижний пояс фермы

Нижняя третья

Натяжение

На макете каркаса крыши ниже показана стандартная стяжка с воротником. По мере того, как нагрузка прилагается вниз, натяжение хомута увеличивается.

Сжатие

На рисунке ниже изображена ферма цапфы на столбах.По мере того как нагрузка прилагается вниз, сжатие в стойках увеличивается.

Изгибающий момент

Резюме

Таким образом, шпалы воротника и стропила выполняют разные функции, но оба являются важными элементами конструкции крыши, и инспекторам полезно знать об их различиях, чтобы правильно обозначить дефекты.

Как сделать ваши гаражные стропила конструктивно прочными | Home Guides

Стропила

Сценические части из пиломатериалов размером 2 на 6 дюймов на козлах.Отмерьте и обрежьте стропильную стропу по длине дисковой пилой. Вырежьте столько, сколько нужно, чтобы установить стропильную стяжку у основания каждой второй пары обычных стропил.

Хомуты

Поставьте стремянку в зоне под пиком крыши. Определите верхнюю треть конструкции крыши, чтобы установить высоту для воротниковых стяжек. Для этого измерьте расстояние от пика до стены обычного стропила и разделите его на три.

Посчитать пары общих стропил на крыше. Используйте ранее обрезанный галстук для воротника в качестве выкройки, чтобы отметить галстук для воротника для каждой пары.Разрежьте стяжки циркулярной пилой.

Как составить проект будущей крыши?

Важно максимально точно определить угол наклона стропил и под каким углом им нужно делать срезы. А о том, как сделать все эти стропила для двускатной крыши самостоятельно, не беспокойтесь: вам все лишь понадобится обычный станок.

Определяем угол наклона крыши: рассчитываем нагрузки

Угол наклона двускатной крыши делают от 5° до 90°. Но самый проверенный и стандартный вариант – 35°-40°, где наиболее рационально распределяются нагрузки и расходуются строительные материалы.

Обратите внимание, что под большинство кровельных материалов подходит только угол наклона более 45°.

Постоянные и переменные нагрузки на крышу

Важно максимально точно рассчитать общую нагрузку будущей крыши, которая будет состоять из постоянной, куда входит вес стропильной системы и кровельного покрытия, и временной – ветровой и снеговой.

От этих же нагрузок зависит, какой нужно делать шаг стропил для вашей двускатной крыши. Подобрать нужное сечение стропильных ног вам поможет эта таблица:

Показатели стропил на прогиб

Даже крепкие на вид стропила могут не подойти для строительства крыши жилого дома из-за того, что у них недостаточны показатели на прогиб. Существуют отдельные пункты в разделе СНиПов, которые называются «Нагрузки и воздействия».

А самый простой способ увеличить прочность стропил на прогиб – сделать больше сечение. Немного сложнее – усилить специально балкой, выводя ее край на подкос.

Усилительные элементы для стропил

Чем больше стоек, подкосов и схваток – тем больше у всей стропильной системы стойкости и стабильности.

Усиливают жесткость стропильной конструкции подкосы, дополнительные прогоны и опорные стойки. Подкосы призваны уменьшать пролет стропильных ног. Угол их наклона к горизонтали обычно составляет не менее 45°.

А прогон – это горизонтальная балка, которая располагается параллельно коньку и закрепляется на вертикальных стойках. Подробнее на видео:

Определяем тип крыши: холодная или теплая?

1. Верхний или первый уровень стропил – около 200 мм.
2. Средний всегда равняется по высоте вспомогательных стропил.
3. Третий – уже на обрез стены.

Так удобно укладывать утеплитель, ведь крыша жилого дома отличается тем, что вверх поднимается тепло и при отсутствии теплоизоляции кровельное покрытие постоянно нагревается.

Итог: зимой снег подтаивает и сползает вниз, замерзая и накапливаясь еще больше у холодного карниза. Проблем от этого немало: и длинные опасные сосульки, и забитая водосточная система, и постепенное разрушение всей кровли. Решайте сами!

Определяем тип стропильной системы: наслонная или висячая?

Итак, а теперь самое время продумать опорные основания для будущих стропил, которые также необходимо заранее подготовить и от которых будут зависеть многие параметры самой крыши. Так, стропила делят на наслонные, висячие и гибридные.

Еще одно отличие в том, что висячая стропильная система заставляет работать мауэрлат на сжатие, а наслонная – на срез. Но главная задача и наслонных, и висячих стропил – максимально равномерно передать нагрузки всей крыши на стены и фундамент.

Обработка антисептиками и пропилентами

А на этом этапе уже важно защитить будущую стропильную систему от биологического разрушения. Вы ведь не хотите, чтобы через пару лет эксплуатации крыша завалилась? А потому обязательно обработайте древесину для стропил огне- и биозащитой.

Видео-подсказка по теме обработки стропил:

Не забывайте также, что древесина, как любой натуральный материал, подвержена биологическому разрушению. Поэтому, кроме огне-био-защиты, важно продумать гидроизоляцию во всех местах примыкания стропильной системы к кирпичным стенам дома, если таковые имеются.

Как собрать стропильную систему?

Наконец-то стропила готовы, и можно приступать к их монтажу.

Сооружать на земле или на крыше?

Внимание на прочность — правила наращивания длины

Если же толщины или длины доски для изготовления нормальной стропильной ноги не хватает, делайте наращивание стропил. А способов – несколько:

Еще учитывайте при расчетах, что на конек крыши приходится около 50% нагрузки от всей стропильной системы. А потому балку для конька всегда изготавливайте так, чтобы запас прочности у нее был минимум на 25% больше, чем рассчитано изначально.

А самые уязвимые части стропильных конструкций – нижние, те, что опираются на мауэрлат.

Готовим стропильные фермы

Закреплять стропильные узлы нужно при помощи:

• Внешней прямой скобы.
• Металлической угловой пластины.
• Внутреннего металлического стрежня.

Соединить такие стропила можно также шпильками – так даже будет прочнее. Для этого вместо среза теперь делаем врубку в полдерева и соединяем стропила уступом. Далее сверлим отверстие под шпильку 12-14 мм и закрепляем гайками с широкими шайбами.

Начнем с обзора проверенных дедовских методов:

Если вы решили сделать стропильные фермы по более надежной новой технологии вам понадобится такой инструмент:

Вот как им работать:

Еще один полезный мастер-класс:

Подъем и установка готовых ферм

Теперь поднимаем и ставим все остальные стропильные фермы на расстоянии друг от друга не менее 0,6 метров. Снова-таки, если некоторые конструкции получились у вас достаточно громоздкими, подоприте их теми же временными подпорами.

Инструменты для возведения стропильной системы

Для монтажа стропильной системы двухскатной крыши понадобятся следующий набор инструментов:

Весь инструмент на кровле содержать в сумке для инструментов, в целях безопасности.

Расчет стропильной системы

Определить нужное в стропильной системе сечение бруса двухскатной крыши, можно собрав все нагрузки, воздействующие на нее: вес покрытия, обрешетки, снега, давление ветра, осадки.

Постоянные нагрузки можно определить по весу 1 м 2 кровельного покрытия, обрешетки. Важно что бы вес на 1 м 2 кровли был в пределах 40-45 кг.

А если нет проекта, и кровля возводится на небольшое здание? Нужно посмотреть на строительство дома по соседству, которое выполняется по проекту, по площади кровли одинаковой с вашей постройкой. Стропильная система двухскатной крыши послужит образцом.

Размеры бруса для стропила

На верхней точке укладывается конек, который соединяет стропила. Высота конька зависит от наклона кровли. На наклон влияет выбор материала покрытия. Минимальные размеры таковы:

• для черепичных кровель, шифера 22 гр.;
• для металлочерепицы — 14 гр.;
• ондулин — 6 гр.;
• профнастил — 12 гр.

Оптимальный угол 35-45 гр. наклона, обеспечивает быстрый сброс воды и снега. В регионах с сильными ветрами, кровли делают пологими и тогда угол наклона в пределах 20-45 градусов.

Определить высоту можно по формуле: Н=1/2Lпр*tgA. Где А угол наклона, L-ширина здания.

Рассчитать длину стропила на двухскатную крышу, можно по формуле: Lcтр=1/2Lпр*sinA.

Задача упрощается, при использовании готовой таблицы. От ширины здания и угла наклона, зависит коэффициент. Коэффициент умножить на 1⁄2 ширины здания.

Стропила изготавливают из брусков сосны или ели, сечением 50×100 мм, 50*150 мм.

Кровля не оканчивается на уровне стен, ее продлевают на 500 мм наружу. Стропильная нога может выступать, или наращивается доска или брусок. В таком случае влага не попадает на стену, не заливается фундамент.