Расчет стропил и балок перекрытия

Расчет стропильной системы

Рассчет деревянных балок межэтажного перекрытия и стропил крыши

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.

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

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.

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.

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°.

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. Rтреб ) в данной графе отображается запас прочности.

Примечание: в случае, если стропилина имеет три опоры, то расчет по прочности производится в двух вариантах:

• Вариант 1 — на усилия и момент, возникающие на средней опоре.

• Вариант 2 — на усилия и момент, возникающие в большем пролете (L1 или L2).

Расчет по прогибу:

В принципе, если Вы строите дом себе, то на него можно не обращать внимания при условии, что стропила по прочности проходят.

Fстропил. — прогиб, который возникает под действием нагрузок.

Fmax — максимально допустимый прогиб для стропил.

Запас — здесь отображается, либо процент запаса (положительная цифра), либо на сколько действительный погиб стропил крыши превышает максимально допустимый (отрицательная цифра).

Дорогие сообщники, прошу помочь с освоением теоретической части. Хочу овладеть методикой расчета стропильной конструкции.

Итак, имеем следующую конструкцию:

Пролет 10 метров и 3 точки опоры. В авторитетных источниках для таких пролетов рекомендуют применять распорки, опирающиеся непосредственно на внутреннюю несущую стену (та, которая посередине фермы). Но, к сожалению, в таком случае эти распорки не позволят использовать чердак для хозяйственных нужд. (Пойди пройди по такому, когда всюду поперек чердака балки). Отсюда появилась идея опереть распорки на затяжку. Только бы правильно рассчитать сечение балок…

Как я начал считать: сначала суммировал нагрузки на стропила, а затем часть этих нагрузок передал по распорке на затяжку. Вот что получилось в цифрах:

Снеговая нагрузка (84 кгс/м2) + ветровая нагрузка (38 кгс/м2) + кровля из асбестоцементного шифера (14 кгс/м2) + рубероид под шифером (1.4 кгс/м2) + деревянная обрешетка под шифер (12.5 кгс/м2) = 150 кгс/м2.

Итак, нагрузка на стропила:

• Нормативная нагрузка: 150 кгс/м2;
• Расчетная нагрузка (+30%): 190 кгс/м2.

Теперь можно применить онлайн-калькулятор сечения деревянных балок для расчета сечения стропил.

Делаю два допущения (правомерно ли?):

• Рассматриваю стропило как обычную горизонтальную равномерно нагруженную балку;
• Считаю, что распорка, расположенная посередине 6-метрового стропила, вдвое сокращает расчетный пролет. По одну сторону распорки находится как-бы один 3-х метровых пролет, а по другую сторону — другой. И можно рассчитывать эти пролеты порознь.

Длина одного пролета 3 метра, нагрузка по площади в 190 кг/м2, шаг 1 м., относительный прогиб 1/150 => минимальное сечение стропила 150×50.

Теперь передадим нагрузку по распорке и бабке на затяжку.

Пересчитав на площадь крыши и количество стропильных ферм, я получил, что расчетная нагрузка на 1 стропило длиной в 6 метров составляет 980 кг. Эта нагрузка равномерно распределена по всей длине стропила.

Расчет деревянных балок перекрытий: онлайн-калькулятор, принципы расчетов

Каждое стропило имеет три точки опоры: бабка, распорка и мауэрлат. Примем, что на каждую из этих точек стропило передает одинаковую нагрузку: 980/3=327 кгс. (Разумное допущение?)

Далее я сделал допущение, что в точках «Б» и «В» нет смысла просчитывать нагрузку, так как она передается непосредственно на внутреннюю стену и мауэрлат. (Я прав?)

А в точку «А» затяжки спускается сосредоточенная нагрузка в 327 кгс + вес распорки (пусть 10 кг) + 1/3 веса стропила (пусть 10 кг) = 347 кгс.

Итак, сосредоточенная нагрузка на затяжку:

• Нормативная нагрузка: 347 кгс;
• Расчетная нагрузка (+30%): 451 кгс.

Так как затяжка будет выполнять роль чердачного перекрытия, то она будет нести определенную равномерно распределенную нагрузку от утеплителя из блоков соломы (40 кгс/м2) + чернового пола из досок (12.5 кгс/м2) + эксплуатационную нагрузку (100 кгс/м2) = 153 кгс/м2

Итак, равномерно распределенная нагрузка на затяжку:

• Нормативная нагрузка: 153 кгс/м2;
• Расчетная нагрузка (+30%): 200 кгс/м2.

Вопрос: как совместить распределенную (200 кгс/м2) и сосредоточенную (451 кгс) нагрузки и посчитать подходящее сечение затяжки?

‹ Круглый домНужен совет: белые пятна на древесине ›

ГЛАВНАЯ

Стропильная система. Расчет стропил и балок перекрытия.

Прежде чем приступать к строительству крыши, конечно желательно, чтобы её стропильная система была рассчитана на прочность. Сразу после опубликования прошлой статьи « Двухскатная крыша дома своими руками «, мне на почту стали приходить вопросы, касающиеся выбора сечения стропил и балок перекрытия.

Да, разобраться в этом вопросе на просторах нашего всеми любимого интернета действительно довольно не просто. Информации на эту тему очень много, но она как всегда настолько разрознена и иногда даже противоречива, что неопытному человеку, который в своей жизни возможно даже и не сталкивался с таким предметом как «Сопромат» (повезло же кому-то), легко запутаться в этих дебрях.

Я, в свою очередь, попробую сейчас составить пошаговый алгоритм, который поможет Вам самостоятельно рассчитать стропильную систему своей будущей крыши и наконец избавиться от постоянных сомнений — а вдруг не выдержит, а вдруг развалится. Сразу скажу, что углубляться в термины и различные формулы я не буду. Ну зачем? На свете столько полезных и интересных вещей, которыми можно забить себе голову. Нам ведь нужно просто построить крышу и забыть про неё.

Весь расчёт будет описан на примере двухскатной крыши, о которой я писал в прошлой статье.

Определяем снеговую нагрузку на крышу. Для этого нам понадобится карта снеговых нагрузок РФ. Чтобы увеличить картинку, кликните на ней мышкой. Ниже я дам ссылку, по которой её можно будет скачать себе на компьютер.

По этой карте определяем номер снегового региона, в котором мы строим дом и из нижеследующей таблицы выбираем соответствующую этому региону снеговую нагрузку (S, кг/м²):

Если Ваш город находится на границе регионов, выбирайте большее значение нагрузки. Корректировать полученную цифру в зависимости от угла наклона скатов нашей крыши не нужно. Программа, которой мы будем пользоваться сделает это сама.

Допустим в нашем примере мы строим дом в Подмосковье. Москва находится в 3 снеговом регионе. Нагрузка для него составляет 180 кг/м².

Определяем ветровую нагрузку на крышу. Для этого нам понадобится карта ветровых нагрузок РФ. Её также можно будет скачать по ссылке ниже.

По этой карте также выбираем соответствующий номер региона и определяем для него значение ветровой нагрузки (значения показаны в левом нижнем углу):

Далее полученную цифру нужно умножить на поправочный коэффициент «k», который в свою очередь определяется по таблице:

Здесь столбец А — открытые побережья морей, озёр и водохранилищ, пустыни, степи, лесостепи и тундры; столбец В — городские территории, лесные массивы и др. местности равномерно покрытые препятствиями. Нужно учесть, что в некоторых случаях тип местности может различаться в разных направлениях (например, дом стоит на окраине населённого пункта). Тогда выбираем значения из столбца «А».

Снова вернёмся к нашему примеру. Москва находится в I-м ветровом регионе. Высота нашего дома 6,5 метров. Предположим, что строится он в населённом пункте. Таким образом принимаем значение поправочного коэффициента k=0,65. Т.е. ветровая нагрузка в данном случае будет равна: 32х0,65=21 кг/м².

Необходимо скачать себе на компьютер расчётную программу выполненную в виде таблицы Exel. Далее работать мы будем в ней. Вот ссылка для скачивания: « Расчёт стропильной системы « . Также здесь находятся карты снеговых и ветровых нагрузок РФ.

Итак, скачиваем и распаковываем архив. Открываем файл «Расчёт стропильной системы», при этом мы попадаем в первое окно — «Нагрузки»:

Здесь нам нужно поменять некоторые значения в ячейках залитых голубым цветом. Весь расчёт производится автоматически. Давайте продолжим рассматривать наш пример:

— в табличке «Исходные данные» меняем угол наклона на 36° (какой у Вас будет угол, такой и пишите, ну это я думаю всем понятно);

— меняем шаг стропил, на тот который мы выбрали. В нашем случае это 0,6 метров;

— Нагр. кровли (нагрузка от собственного веса кровельного материала) — это значение выбираем из таблицы:

Для нашего примера выбираем металлочерепицу с весом 5 кг/м².

— Снег. район — сюда мы вписываем сумму значений снеговой и ветровой нагрузок, которые мы получили ранее, т.е. 180+21=201 кг/м²;

— Утепление (манс.) — это значение оставляем без изменений, если мы будем закладывать утеплитель между стропилами. Если же мы делаем холодный чердак без утеплителя — меняем значение на 0;

— в табличку «Обрешётка» вписываем необходимые размеры обрешётки. В нашем случае для металлочерепицы мы поменяем шаг обрешётки на 0,35 м и ширину — на 10 см. Высоту оставляем без изменений.

Все остальные нагрузки (от собственного веса стропил и обрешётки) учитываются программой автоматически. Теперь смотрим, что у нас получилось:

Мы видим надпись «Несущая способность обрешётки обеспечена!» Больше в этом окне мы ничего не трогаем, даже ни к чему понимать, что за цифры стоят в других ячейках. Если, например, мы выберем другой шаг стропил (по больше), может получиться, что несущая способность обрешётки будет не обеспечена. Тогда надо будет подбирать другие размеры обрешётки, например, увеличивать её ширину и т.п. В общем думаю Вы разберётесь.

Нажимаем внизу рабочего экрана на вкладку «Строп.1» и переходим в окно расчёта стропил с двумя точками опоры. Здесь все внесённые нами ранее входящие данные уже подставлены программой автоматически (так будет и во всех других окнах).

В нашем примере из статьи «Двухскатная крыша дома своими руками» стропила имеют три точки опоры. Но давайте представим, что промежуточных стоек нет и произведём расчёт:

— меняем на схеме стропила длину его горизонтальной проекции (ячейка залита голубым цветом). В нашем примере она равна 4,4 метра.

— в табличке «Расчёт стропил» меняем значение толщины стропила В (заданное) на выбранное нами. Мы ставим 5 см. Это значение обязательно должно быть больше указанного в ячейке Втр (устойч.);

— теперь в строку «Принимаем Н» нам нужно внести выбранную ширину стропила в сантиметрах. Она обязательно должна быть больше значений, указанных в строках «Нтр.,(прочн.)» и «Нтр.,(прогиб)«. При соблюдении этого условия, все надписи в низу под схемой стропил будут иметь вид «Условие выполнено». В строчке «Н, (по сорт-ту)» указано значение, которое нам предлагает выбрать сама программа. Мы можем взять эту цифру, а можем взять другую. Обычно выбираем сечения имеющиеся в наличии в магазине.

Итак, что у нас получилось показано на рисунке:

В нашем примере для соблюдения всех условий прочности необходимо выбрать стропила с сечением 5х20 см. Но схема крыши показанная мной в прошлой статье имеет стропила с тремя точками опоры. Поэтому для её расчёта переходим к следующему шагу.

Нажимаем внизу рабочего экрана на вкладку «Строп.2» либо «Строп. 3″. При этом открывается окно расчёта стропил имеющих 3 точки опоры. Выбор нужной нам вкладки производим в зависимости от места расположения средней опоры (стойки). Если она расположена правее середины стропила, т.е. L/L1 2, то пользуемся вкладкой «Строп.3″. Если стойка ровно по середине, можете использовать любую вкладку, результаты будут одинаковые.

— на схеме стропил переправляем размеры в ячейках залитых голубым цветом (кроме Ru);

— по тому же принципу, что был описан выше, выбираем размеры сечения стропил. Для нашего примера, я принял размеры 5х15 см. Хотя можно было и 5х10 см. Просто привык уже работать с такими досками, да и запас прочности будет побольше.

Теперь важно: с полученного при расчёте рисунка нам нужно будет выписать значение вертикальной нагрузки, действующей на стойку (в нашем примере (см. рис. выше) она равна 343,40 кг) и изгибающего момента действующего на стойку (Моп.=78,57 кгхм). Эти цифры будут нужны нам далее при расчёте стоек и балок перекрытия.

Далее, если вы перейдёте во вкладку «Арка«, откроется окно расчёта стропильной системы представляющей собой коньковую арку (два стропила и затяжка). Я её рассматривать не буду, для нашей крыши она не подойдёт. Слишком у нас большой пролёт между опорами и маленький угол наклона скатов. Там получатся стропила сечением порядка 10х25 см, что для нас конечно непреемлемо. Для более маленьких пролётов такую схему использовать можно. Уверен, кто понял то, о чём я писал выше, тот сам разберётся и с этим расчётом. Если всё же появятся вопросы, пишите в комментариях. А мы переходим к следующему шагу.

Переходим на вкладку «Стойка». Ну здесь всё просто.

— определённые нами ранее значения вертикальной нагрузки на стойку и изгибающего момента вносим на рисунке соответственно в ячейки «N=» и «М=». Они у нас были записаны в килограммах, мы вписываем их в тоннах, при этом значения автоматически округляются;

— также на рисунке меняем высоту стойки (в нашем примере это 167 см) и ставим размеры выбранного нами сечения. Я выбрал доску 5х15 см. Внизу в центре видим надписи «Центральное обеспечено!» и «Внецентр. обеспечено». Значит всё впорядке. Коэффициенты запаса «Кз» очень большие, поэтому можно смело уменьшать сечение стоек. Но мы оставим как есть. Результат расчёта на рисунке:

Переходим на вкладку «Балка«. На балки перекрытия действуют одновременно распределённая нагрузка и сосредоточенная. Нам нужно учесть обе. В нашем примере балки одинакового сечения перекрывают пролёты разной ширины. Мы конечно же производим расчёт для более широкого пролёта:

— в табличке «Распределённая нагрузка» указываем шаг и пролёт балок (мы из примера берём 0,6 м и 4 м соответственно);

— принимаем значения Нагр.(норм.)=350 кг/м² и Нагр.(расч.)=450 кг/м². Значения этих нагрузок в соответствии со СНиПом усреднены и взяты с хорошим запасом прочности. В них включена нагрузка от собственного веса перекрытий и эксплуатационная нагрузка (мебель, люди и т.п.);

— в строку «В, заданная» вписываем выбранную нами ширину сечения балок (в нашем примере это 10 см);

— в строчках «Н, прочность» и «Н, прогиб» будут указаны минимально возможные высоты сечения балок при которых она не сломается и прогиб её будет допустимым. Нас интересует большая из этих цифр. Высоту сечения балки мы принимаем исходя из неё. В нашем примере подойдёт балка сечением 10х20 см:

Итак, если бы у нас не было стоек опирающихся на балки перекрытия, расчёт на этом был бы закончен. Но стойки в нашем примере есть. Они то и создают сосредоточенную нагрузку, поэтому продолжаем заполнять таблички «Сосредоточенная нагрузка» и «Распред.+сосредоточ.«:

— в обе таблички вносим размеры наших пролётов (тут думаю всё понятно);

— в табличке «Сосредоточенная нагрузка» меняем значения Нагр.(норм.) и Нагр.(расч.) на цифру которую мы получили выше при расчёте стропил с тремя точками опоры — это вертикальная нагрузка на стойку (в нашем примере 343,40 кг);

— в обе таблички вписываем принятую ширину сечения балки (10 см);

— высоту сечения балки определяем по табличке «Распред.+сосредоточ.» . Снова ориентируемся на большее значение. Для нашей крыши принимаем 20 см (см. рис. выше).

На этом расчёт стропильной системы закончен.

Чуть не забыл сказать: используемая нами расчётная программа применима для стропильных систем сделанных из сосны (кроме веймутовой), ели, лиственницы европейской и японской. Вся используемая древесина 2-го сорта. При использовании другой древесины, в программу нужно будет внести некоторые изменения. Так как другие породы дерева в нашей стране используются редко, я сейчас не буду расписывать, что нужно изменять.

Калькулятор балок – расчет для разнотипных конструкций

Балки в доме относятся обычно к стропильной системе или перекрытию, и, чтобы получить надежную конструкцию, эксплуатация которой может осуществляться без каких-либо опасений, необходимо использовать калькулятор балок.

На чем строится калькулятор балок

Когда стены уже подведены под второй этаж или под крышу, необходимо сделать перекрытие, во втором случае плавно переходящее в стропильные ноги. При этом материалы нужно подобрать так, чтобы и нагрузка на кирпичные либо бревенчатые стены не превышала допустимую, и прочность конструкции была на должном уровне. Следовательно, если вы собираетесь использовать древесину, нужно правильно подобрать балки из нее, сделать расчеты для выяснения нужной толщины и достаточной длины.

Калькулятор балок

Укажите размеры балок перекрытий и шаг.

Материал древесины
Пролёт		см
Размеры балки		x мм
Шаг балок		см

Проседанию или частичному разрушению перекрытия могут послужить разные причины, например, слишком большой шаг между лагами, прогиб поперечин, слишком малая площадь их сечения или дефекты в структуре. Чтобы исключить возможные эксцессы, следует выяснить предполагаемую нагрузку на перекрытие, будь оно цокольное или межэтажное, после чего используем калькулятор балок, учитывая их собственную массу. Последняя может меняться в бетонных перемычках, вес которых зависит от плотности армирования, для дерева и металла при определенной геометрии масса постоянна. Исключением бывает отсыревшая древесина, которую не используют в строительных работах без предварительной сушки.

На балочные системы в перекрытиях и стропильных конструкциях оказывают нагрузку силы, действующие на изгиб сечения, на кручение, на прогиб по длине. Для стропил также нужно предусмотреть снеговую и ветровую нагрузку, которые также создают определенные усилия, прилагаемые к балкам. Также нужно точно определить необходимый шаг между перемычками, поскольку слишком большое количество поперечин приведет к лишней массе перекрытия (или кровли), а слишком малое, как было сказано выше, ослабит конструкцию.

Вам также может быть интересна статья о расчёте количества необрезной и обрезной доски в кубе: https://remoskop.ru/kolichestvo-dosok-v-kube.html

Как рассчитать нагрузку на балку перекрытия

Расстояние между стенами называется пролетом, и в помещении их насчитывается два, причем один пролет обязательно будет меньше другого, если форма комнаты не квадратная. Перемычки межэтажного или чердачного перекрытия следует укладывать по более короткому пролету, оптимальная длина которого – от 3 до 4 метров. При большем расстоянии могут потребоваться балки нестандартных размеров, что приведет к некоторой зыбкости настила. Оптимальным выходом в этом случае будет использование металлических поперечин.

Что касается сечения деревянного бруса, есть определенный стандарт, требующий, чтобы стороны балки соотносились как 7:5, то есть высота делится на 7 частей, и 5 из них должны составить ширину профиля. В этом случае деформация сечения исключается, если же отклониться от вышеуказанных показателей, то при ширине, превышающей высоту, получится прогиб, либо, при обратном несоответствии – загиб в сторону. Чтобы подобное не получилось из-за чрезмерной длины бруса, нужно знать, как рассчитать нагрузку на балку. В частности, допустимый прогиб вычисляется из соотношения к длине перемычки, как 1:200, то есть должен составлять 2 сантиметра на 4 метра.

Чтобы брус не провисал под тяжестью лагов и настила, а также предметов интерьера, можно выточить его снизу на несколько сантиметров, придав форму арки, в этом случае его высота должна иметь соответствующий запас.

Теперь обратимся к формулам. Тот же прогиб, о котором говорилось ранее, рассчитывается так: f_нор = L/200, где L – длина пролета, а 200 – допустимое расстояние в сантиметрах на каждую единицу проседания бруса. Для железобетонной балки, распределенная нагрузка q на которую обычно приравнивается 400 кг/м 2 , расчет предельного изгибающего момента выполняется по формуле М_max = (q · L 2 )/8. При этом количество арматуры и ее вес определяется по следующей таблице:

Площади поперечных сечений и масса арматурных стержней

Площадь поперечного сечения, см 2 , при числе стержней

Расчет стропил: методика выполнения, примеры, автоматизация

Ни одно здание себе невозможно представить без крыши.

Красивой и надежной.

А что является основой любой крыши?

Стропильная система.

От того, насколько правильно будет проведен расчет параметров элементов стропильной системы, будет зависеть, насколько крыша будет прочной и надежной.

Поэтому еще на стадии составления проекта здания выполняется отдельный расчет стропильной системы.

Факторы, учитываемые при расчете стропил

Невозможно выполнить расчет правильно, если не учесть интенсивность различных нагрузок, которые будут воздействовать на кровлю дома в разные периоды.

Влияющие на кровлю факторы принято классифицировать на:

1. Постоянные нагрузки. К этой категории относят те нагрузки, которые на элементы системы стропил воздействуют постоянно.Независимо от времени года. К этим нагрузкам относятся вес кровли, обрешетка, гидроизоляция, тепло — и пароизоляция и все иные элементы крыши, которые имеют фиксированный вес и постоянно создают нагрузку на систему стропил.Если в планах установить на крыше какое-либо оборудование (снегозадержатели, антенна спутникового телевидения, антенна изернета, системы дымоудаления и вентиляции и пр.), то к постоянным нагрузкам следует обязательно прибавить вес такого оборудования.
2. Переменные нагрузки. Эти нагрузки называют переменными из-за того, что стропильную систему они нагружают только в какой то определенный период времени, а в другое время эта нагрузка минимальна или ее нет вовсе.К таким нагрузкам относится вес снегового покрова, нагрузка от дующих ветров, нагрузка от людей, которые будут обслуживать кровлю и пр.
3. Особый тип нагрузок. К этой группе относятся нагрузки, которые возникают в районах, где очень часто возникают ураганы или оказывается сейсмическое воздействие.В таком случае нагрузку учитывают, чтобы в конструкцию заложить дополнительный запас прочности.

Расчет параметров стропильной системы довольно сложен.

И новичку его сделать сложно, так как очень много факторов, которые влияют на крышу, необходимо учитывать.

Ведь, кроме вышеперечисленных факторов, необходимо также учесть вес всех элементов стропильной системы и крепежных элементов.

Поэтому на помощь расчетчикам приходят специальные программы для расчета.

Определение нагрузки на стропила

Вес кровельного пирога

Чтобы узнать нагрузку на стропила нашего дома, следует вначале вычислить вес кровельного пирога.

Такой расчет сделать несложно, если знать общую площадь кровли и материалы, которые используются при создании этого самого пирога.

Вначале считают вес одного квадратного метра пирога.

Суммируется масса каждого слоя и умножается на поправочный коэффициент.

Равняется этот коэффициент 1.1.

Вот типичный пример расчета веса кровельного пирога.

Допустим, вы приняли решение в качестве кровельного материала использовать ондулин.

Ведь ондулин является надежным и недорогим материалом. Именно по этим причинам он так популярен среди застройщиков.

Итак:

1. Ондулин: его вес составляет 3 кг на 1 квадратный метр.
2. Гидроизоляция. Используется полимерно-битумный материал. Один квадратный метр ее весит 5 кг.
3. Слой утеплителя. Используется минеральная вата. Вес одного квадрата составляет 10 кг.
4. Обрешетка, доски толщиной 2.5 см. Вес 15 кг.

Суммируем полученные данные: 3+5+10+15= 33 кг.

Теперь полученный результат необходимо умножить на 1.1.

Наш поправочный коэффициент.

Итоговая цифра получается 34.1 кг.

Это вес одного квадратного метра кровельного пирога.

Общая площадь кровли, например, 100 кв. метров.

Значит, весить она будет 341 кг.

Вот в этом и есть одно из преимуществ ондулина.

Рассчитываем снеговую нагрузку

Момент очень важный.

Потому, что во многих районах нашей зимой выпадает довольно приличное количество снега.

Хотя такая нагрузка является переменной.

Для расчета снеговой нагрузки используется карта снеговых нагрузок.

Определяете свой регион и выполняете расчет снеговой нагрузки по формуле

В этой формуле:

— S является искомой снеговой нагрузкой;

— Sg – масса снежного покрова.

Учитывается вес снега на 1 кв. метр.

Этот показатель свой в каждом регионе.

Все зависит от месторасположения дома.

Для определения массы и используется карта.

— µ — это коэффициент поправки.

Зависит показатель этого коэффициента от угла наклона кровли.

Если угол наклона скатов составляет меньше 25 градусов, то коэффициент равняется 1.

Еще о том, как определить угол наклона крыши..

Об уклоне плоской кровли по ссылке. Зачем нужен плоской крыше уклон и какова его минимальная величина.

Фотографии карнизных свесов кровли здесь. Чем подшиваются карнизные свесы.

При угле наклона 25 — 60 градусов коэффициент равняется 0.7.

Если угол наклона больше, чем 60 градусов, то коэффициент не учитывается.

Например, дом построен в Московской области.

Скаты имеют угол наклона 30 градусов.

Карта нам показывает, что дом располагается в 3 районе.

Масса снега на 1 кв. метр составляет 180 кг.

Выполняем расчет, не забывая про коэффициент поправки:

180 х 0,7= 126 килограмм на 1 кв. метр кровли.

Определение ветровых нагрузок

Для расчета нагрузок от ветра также используют специальную карту с разбивкой по зонам.

Используют такую формулу:

Wo – это нормативный показатель, определяемый по таблице.

В каждом регионе существуют свои таблицы ветров.

А показатель k – это поправочный коэффициент, который зависит от высоты дома и типа местности.

Рассчитываем деревянные стропила

Длина стропил

Расчет длины стропильной ноги относится к самым простым геометрическим расчетам.

Поскольку вам понадобится всего лишь два размера: ширина и высота, а также теорема Пифагора.

Чтобы расчет был более понятным, посмотрите на рисунок ниже.

Нам известны два расстояния:

— а – это высота от нижней до верхней точки внутренней части стропил.

— b – это величина, равная половине ширины крыши.

— с – это гипотенуза треугольника.

Та самая стропильная нога, длину которой мы ищем.

Дальше в соответствии с теоремой Пифагора

Теперь надо получить корень квадратный из 13.

Можно, конечно, взять таблицы Брадиса, но на калькуляторе удобнее.

Получаем 3.6 метра.

К этому числу теперь нужно прибавить длину выноса d чтобы получить искомую длину стропил.

Рассчитываем и подбираем сечение элементов стропильной системы

Сечение досок, которые мы будем использовать для изготовления стропил и прочих элементов системы стропил, зависит от того, какую длину имеют стропила, с каким шагом они будут устанавливаться и от величин снеговой и ветровой нагрузки, которые существуют в конкретном регионе.

Для простых конструкций используют таблицу типовых размеров и сечений доски.

Если конструкция очень сложная, то лучше использовать специальные программы.

Рассчитываем шаг и количество стропильных ног

Шагом стропил называется расстояние между их основаниями.

Специалисты считают, что минимальное расстояние должно составлять 60 см.

А оптимальным расстоянием является 1 метр.

Выполняем расчет расстояния между стропилами:

• выполняем измерение дины ската по карнизу;
• затем полученную цифру следует разделить на предполагаемый шаг стропил. Если шаг планируется 60 см, то следует делить на 0.6.Если 1 метр – то делить на 1. О предварительном выборе шага будет дальше;
• затем к поученному результату следует прибавить 1 и округлить полученное значение в большую сторону. Таким образом, получаем количество стропил, которые могут быть установлены на крыше вашего дома;
• общую длину ската необходимо разделить на количество стропил, чтобы получить шаг стропил.

Например, длина ската кровли равняется 12 метров.

Предварительно выбираем шаг стропил 0.8 метра.

Далее расчеты выглядят так:

12/0.8 = 15 метров.

Прибавляем единицу 15+1=16 стропил.

Если бы получилось дробное число, то мы бы округлили его в большую сторону.

Теперь от 12 метров следует поделить на 16.

В итоге 1216=0.75 метра.

Вот оптимальное расстояние между стропилами на одном скате.

Также может быть использована таблица, о которой говорилось раньше.

Рассчитываем деревянные балки перекрытия

Для деревянных балок оптимальная величина пролета составляет от 2.5 до 4 метров.

Оптимальное сечение – прямоугольное.

Соотношение высоты и ширины 1.4:1.

В стену балка должна заходить не менее чем на 12 см.

В идеале балки крепят к анкерам, который заранее установлен в стене.

Гидроизоляция балок выполняется «по кругу».

При расчете сечения балок учитывается нагрузка от собственного веса (как правило, 200 кг/кв. метр), и эксплуатационная временная нагрузка.

Ее значение равняется нагрузке постоянной – 200 кг/кв. метр.

Зная величину пролета и шаг установки балок, по таблице высчитывается их сечение:

Пролет (м)/ Шаг установки (м)	2.0	2.5	3.0	4.0	4.5	5.0	6.0
0.6	75х100	75х150	75х200	100х200	100х200	125х200	150х225
1	75х150	100х150	100х175	125х200	150х200	150х200	175х250

Если же требуется более точный расчет, то пользуются калькулятором Романова.

Расчет стропил односкатной крыши

Односкатная крыша – самый простой вариант кровли.

Но такой вариант подходит не для каждой постройки.

И расчет стропил требуется в любом случае.

Расчеты односкатной кровли начинаются с определения угла наклона.

А зависит он от того, в первую очередь, какой материал вы планируете использовать для крыши.

Например, для профнастила минимальный угол равняется 8 градусов.

А оптимальный – 20 градусов.

Расчетные программы

Если онлайн-калькуляторы выполняют несложные расчеты, то специальное программное обеспечение способно посчитать все, что вам нужно.

И таких программ довольно много!

Самыми известными из них являются 3D Max и Автокад.

У таких программ всего два недостатка:

• чтобы ими пользоваться, необходимо обладать определенными знаниями и опытом;
• такие программы платные.

Существует ряд бесплатных программ.

Большинство программ можно скачать на свой компьютер.

Или пользоваться ими онлайн.

Видео о расчете стропил.

Как рассчитать стропила и сечения балок?

Погодные условия в нашей стране не отличаются постоянством. Поэтому стропильная система возводимого дома должна обладать повышенной прочностью и надежностью. Сегодня мы расскажем о том, как рассчитать стропила, определить различные нагрузки и укрепить готовую конструкцию.

Независимо о того, какую форму будет иметь крыша дома, ее стропильная система должна быть прочной и устойчивой. Поэтому главной задачей, стоящей перед проектировщиком и архитектором, является вовсе не проектирование внешнего вида дома. В первую очередь, необходимо максимально точно выполнить расчет системы стропил.

При этом учитываются такие параметры, как:

• Вес материалов, применяемых для обустройства кровли (ондулин, натуральная черепица, мягкая кровля и другие);
• Вес отделочных материалов, используемых для внутреннего оформления помещений;
• Вес конструкции стропильной системы;
• Внешние воздействия на кровлю;
• Расчет стропил и балок.

Рассчитать стропильную систему нужно с учетом следующих позиций:

• Сечение стропил
• Расстояние между стропилами (шаг)
• Пролеты стропильной системы
• Схема крепления стропил (они могут быть висячими и наклонными)
• Оценка несущих возможностей, которыми обладают опоры и фундамент здания
• Расчет дополнительных элементов (раскосы, затяжки)

Если был выбран типовой проект, то необходимость в проведении расчетов отпадает, ведь все расчеты уже были выполнены специалистами. Если же возведение дома осуществляется по индивидуальному проекту, то расчеты нужно сделать заранее.

Требования, предъявляемые к конструкции стропил

Преимущественно, для изготовления элементов конструкции стропил применяется древесина хвойных пород.

Очень важно, чтобы ее влажность не превышала 20%.

Современный материал, предназначенный для обустройства кровли, проходит обработку специальными препаратами, обеспечивающими ему защиту от негативных воздействий извне.

Нагрузки, оказывающие влияние на стропильную систему, бывают двух видов:

Постоянные. Такие нагрузки создаются собственным весом конструкции, а также весом кровельных материалов, обрешетки и слоя теплоизоляции. На них влияют размеры стропил.

Временные. Они делятся на три категории:

Ветровые нагрузки на крышу

Особые нагрузки – это воздействия, возникающие крайне редко. Ярким тому примером является землетрясение. Кратковременные нагрузки – это вес рабочих, выполняющих кровельные и стропильные работы, а также вес применяемого ими оборудования и инструментов. К кратковременным нагрузкам можно отнести снеговые и ветровые нагрузки, оказываемые на кровлю.

Для расчета стропильной системы с использованием предельных состояний этих групп нагрузок надо учитывать их самое неблагоприятное сочетание.

Прежде чем выполнить расчёт сечений стропил, нужно учитывать, что сечение зависит от следующих параметров:

• Длины стропильных ног;
• Расчетной величины нагрузок, характерных для конкретной местности;
• Шага, с которым были установлены стропила каркасного дома.

На многих строительных сайтах представлен специальный калькулятор, с помощью которого вы легко сможете провести расчет балок и стропил.

Как правильно рассчитать балки?

Для начала нужно выбрать в калькуляторе конструкцию, для которой предназначены балки (в стропильной системе, в перекрытии).

В соответствующую строчку вводим самый большой пролет балок перекрытия. Если же вы собираетесь использовать балки в стропильной системе, то в данной строчке должны ввести расстояние между опорами стропил.

Обязательно нужно указать расстояние, через которое будут устанавливаться балки. Если это десятичное значение, то числа разделяем не запятой, а точкой. К примеру, значение 0.5 м.

Указываем расчетную нагрузку. Она измеряется в килограммах на квадратный метр. Для перекрытий стандартная нагрузка составляет 400к/м2, а для стропильных систем – 220 кг/м2.

Последним параметром, который необходимо ввести, является угол наклона стропил. Он измеряется в градусах.

Приведем пример расчета балок, предназначенных для перекрытия:

• Шаг, с которым буду устанавливаться балки – 0,4 м
• Длина пролета — 7,1 м
• Расчетная нагрузка на перекрытие – 400кг/м2.

Результат: идеальным вариантом в данном случае будут балки серии DJH_360.

Крепеж для стропил

Во время установки стропильной системы применяются деревянные и металлические изделия.

К деревянным изделиям относятся:

• Треугольники
• Нагели
• Бруски
• Пластины
• Накладки для создания шипа

Среди металлических деталей для крепежа можно выделить:

• Шинки, хомуты и скобы
• Шурупы, болты, шпильки и гвозди
• Пластины (гвоздевые и зубчатые)
• Стальные уголки
• Разнообразные закладные детали
• Перфорированные пластины
• Ползунки и салазки (используются для крепления стропил)

Ремонт стропильной системы

Во время эксплуатации частного дома нередко возникают ситуации, когда нужно выполнить ремонт стропильной системы. Если этого не сделать вовремя, то последствия могут быть самыми плачевными, вплоть до начала разрушения конструкции крыши.

Если в ходе осмотра было обнаружено загнивание конца стропильной ноги, то предпринимаются следующие меры.

На чердачное перекрытие укладывается бревно, которое удерживается двумя-тремя балками. Под стропильную ногу, нуждающуюся в ремонте, устанавливают подкосы.

При этом очень важно, чтобы расстояние от крайнего подкоса до сгнившего участка было не менее 20 см.

Аккуратно выпиливается поврежденный участок, который заменяется специальным вкладышем.

Если в стропильной ноге появись трещины, то действовать нужно по следующей схеме.

Заготавливаем две крепких доски. Одна будет использоваться в качестве отжимной стойки, а другая станет опорой для нее. Укладка опорной доски должна производиться таким образом, чтобы она расположилась перпендикулярно по отношению к балкам перекрытия чердака.

Необходимо поставить отжимную стойку на опорную доску, а затем аккуратно подвести ее под прогиб ноги стропилы. Забиваем два клина, расположенных друг напротив друга между опорной доской и концом стойки.

Клинья следует забивать до полного устранения прогиба стропильной ноги.

На те места, где образовались трещины, накладываем доски. Их длина должна минимум на 1 м превышать длину поврежденного участка. Для закрепления накладок используются болты.

Как только накладки были надежно закреплены, можно убирать клинья, стойку и опорную доску

Усиление стропильной системы

При проведении ремонта кровли, в некоторых случаях, приходится проводить еще и усиление системы стропил. К примеру, это может понадобиться, если недавно установленный кровельный материал значительно тяжелее того, который применялся ранее.

Для усиления конструкции основное сечение стропил увеличивают. Делается это путем наращивания их досками. Для определения оптимальной величины наращивания проводятся расчеты. Прокладки закрепляются к стропильной ноге с помощью гвоздей. Однако, подобный способ допустим, если нужно увеличить сечение не более чем на 5 см.

При возведении и ремонте стропильной системы очень важно соблюдать технологию выполнения монтажно-строительных работ. Упущение каких-либо моментов в дальнейшем может привести к заметной потере прочности несущей способности конструкции, что негативным образом скажется на прочности всего здания.