Шаг стропил для разных типов крыш и кровельных материалов

Шаг стропил для разных типов крыш и кровельных материалов

Стропильная конструкция является основополагающим элементом скатной крыши. Неправильно высчитанное расстояние между стропилами, неверный учет нагрузки на возведенную систему балок, их неправильная установка, скорее всего, приведут к деформации и обрушению. Устойчивость стропильной системы зависит:

1. от прочности крепления стропила к мауэрлату внизу, к коньку в верхней части;
2. обоснованности чертежа опоры для стропил с учетом длины пролета;
3. качества древесины;

Очевидно, что главным условием надежности конструкции крыши является грамотно высчитанное расстояние между стропилами. Как определить эту величину для односкатной, двускатной, вальмовой крыши, разобраться можно.

Шаг стропил двускатной крыши

Наибольшее распространение в нашей стране получили двускатные крыши. Они представляют собой конструкцию, имеющую две параллельных плоскости, с углом наклона относительно горизонта от 20 до 50 градусов.

При недостаточном уклоне кровли двускатной крыши в заснеженных районах есть опасность скопления больших снежных масс, что может привести к разрушению конструкции. Увеличение угла скатов в регионах с преобладанием сильных ветров также чревато высокой нагрузкой и опасностью разлома не только кровли, но и всего строения в целом.

Общая технология расчета расстояния между стропилами

Сделав все необходимые измерения, можно произвести конструктивный расчет шага стропил. Исходя из практики, данный показатель находится в пределах от 0,6 до 1,0 м.

Таблица расчета расстояния между стропилами.

Чтобы самостоятельно правильно выполнить данный расчет, необходимо придерживаться следующей технологии:

1. Берется общая длина кровельного ската.
2. Подбирается оптимальный шаг стропильной фермы.
3. Длину ската необходимо разделить на шаг стропил.
4. К полученной величине прибавляется единица.
5. Для получения целого числа производится округление результата в большую сторону.
6. Таким вычислением находится количество стропильных ферм (стропильных ног), расположенных на одном скате крыши.
7. Теперь вся длина кровельного ската делится на полученную величину, показывающую количество ферм. Тем самым определяется шаг стропил.

Следует отметить, что данный расчет производится по центру будущих стропил. Однако вычисления нельзя считать точными и постоянными. В каждом случае строительства кровли дома учитываются и угол уклона крыши, и особенности выбранного кровельного материала, и другие показатели. В связи с этим нужно рассмотреть особенности выбора шага стропил для самых распространенных кровельных материалов: металлической и керамической черепицы, профнастила, шифера и ондулина.

Сбор требуемых расчетных величин для установления шага стропил

Стропильная система включает в себя следующие составляющие:

фермы;коньковые и боковые прогоны;мауэрлат;диагональные элементы.

Фермы состоят из ригеля, основания, стропильных ног, связующих и крепежных элементов. Стропильные ноги представляют собой балки, расположенные вдоль скатов, нижние концы которых соединяются с мауэрлатом, а верхние — с прогонами.

Шаг стропил представляет собой точное расстояние между двумя стропильными ногами.

Узлы крепления стропильной системы.

Чтобы получить точное указанное значение, нужно сначала узнать значения некоторых важных для этого величин.

Все расчеты по системе покрытия крыши правильно произвести еще на стадии проектирования дома. Такое ответственное дело можно провести самому либо доверить его специалистам. Чем точнее будут расчеты, тем прочнее будет основа для крыши.

Чтобы правильно произвести все требуемые расчеты, в том числе и величину шага стропил, нужно знать:

постоянные и временные нагрузки;их размер;угол ската;вид кровельного покрытия;материал изготовления стропил;тип кровли.

Одним из показателей, который необходимо учитывать при расчете шага стропил, считаются постоянные и временные нагрузки. К ним относятся:

вес кровельной и стропильной конструкции;вес внутренней отделки крыши;ветровая нагрузка;вес снегового покрова;вес человека, проводящего обслуживание крыши.

Выполнение расчета стропильной системы.

Надо отметить, что эти данные берутся в специальных таблицах, разработанных учеными, в зависимости от климатических зон, по различным территориальным регионам.

Угол ската можно определить, зная длину стены дома и высоту кровли.

Чем круче крыша, тем расстояние между стропиламиустанавливается больше, так как нагрузка на таких крышах будет передаваться в основном на несущие стены. Произведя дальнейшие расчеты, легко высчитывается длина стропил. Чаще всего они имеют стандартные величины: 4 и 6 м.

Для изготовления кровельной системы хорошо подойдет древесина хвойных пород деревьев. Пиломатериал должен быть качественным, без сучков, гнили. Перед работой все деревянные элементы нужно обработать антисептическими специальными составами.

Шаг стропил будет зависеть и от типа кровли, т.

е. от функциональных особенностей и ее формы. Величина простой и сложной крыши будет различной.

То, как будет влиять вид кровельного покрытия на шаг стропил, следует рассмотреть более подробно.

Какие критерии учитываются при расчёте стропил

Кроме массы кровельного материала на стропильную систему крыши, влияют и другие нагрузки. Рассмотрим все.

1. Постоянного действия. Название говорит за себя: нагрузки, действующие на стропилы все время. К ним относятся вес кровельного материала, элементы обрешётки, кровельный пирог (паро- и гидроизоляционные мембраны, утеплитель), трубы, снегозадержатели, мансардные окна и прочее.
2. Переменные. К этому виду относятся действия, являющиеся временными. Например, выпавший снег, вес людей, проводящие какие-то работы на крыше, ветер.
3. Особые. Исключительные ситуации природного действия, которые возникают редко, но их надо обязательно учитывать. К ним относятся ураганы, землетрясения, прочие природные катаклизмы. Это довольно серьёзные нагрузки, которые учитываются обязательно, если дом возводится в районах, где действуют периодически такие природные явления. Основная задача расчёта – заложить больший запас прочности для крыши.

Учесть все виды нагрузок при расчёте стропил для крыши человеку, далёкому от строительной сферы просто невозможно. Поэтому предлагаются калькуляторы расчёта стропил. Чтобы не быть голословным, покажем сложность подбора параметров нагрузки.

Например, в качестве кровельного покрытия используется ондулин. Вес его квадратного метра – 3 кг. Сюда надо добавить вес 1 м² утеплителя – минвата весит 10 кг, гидроизоляции и пароизоляции – 5 кг, обрешётка в пределах 7 кг (в зависимости от шага монтажа деревянных реек сечением 50х50 мм). Обратите внимание, что даже обрешётка выставляет определённые требования. Если вместо минеральной ваты будут применяться пенополистирольные плиты, вес которых почти в три раза меньше, соответственно показатель нагрузки уменьшится.

Расчёт стропил – совокупность большого количества факторов. Постоянные нагрузки (суммарное значение) обязательно подгоняются с учётом поправочного коэффициента, равного 1,1.

Переменные нагрузки

Что касается нагрузок переменных, то здесь проблем ещё больше.

1. Снеговые зависят от толщины покрова. Для расчёта берётся максимальный показатель. Это значение в свободном доступе нет, гидромецентр выдаст только усреднённый вариант. Поэтому придётся опять использовать поправочные коэффициенты, которые в разных регионах различные. Его значение зависит от угла наклона кровли, соответственно и самой стропильной системы. Например, угол для крыши был взять меньше 25°, то применяемый коэффициент равен «1». При наклоне в пределах 25–60°, коэффициент уменьшают до 0,7. Угол превышает 60°, поправку можно вообще не учитывать.
2. Ветровые. В каждом регионе есть своя карта ветров, поэтому расчёт придётся делать с учётом местных показателей. Здесь, как со снеговыми нагрузками, используются свои поправочные коэффициенты. Расчёт проводится на основе угла наклона стропильной системы. Чем больше угол, тем выше поправка. То есть, взаимосвязь в этом случае обратно противоположная, что не скажешь при действии снега, где связь прямо пропорциональная.

Каркас под ондулин, профнастил и мягкую кровлю

Относительно новыми на рынке материалов являются такие виды кровли, как профнастил и ондулин. При этом они с успехом используются как при устройстве двускатной, так и вальмовой крыши.

Вес этих материалов практически равен весу металлочерепицы, поэтому расчет ширины шага стропил будет подобным расчету при укладке металлических листов. Шаг стропил под профнастил определяется из диапазона 60 – 90 см, под ондулин – 60 – 100 см.

Достаточная толщина самих стропил при покрытии крыши ондулином и профнастилом – 50*200 мм.

Если необходимо увеличить расстояние между центрами стропил, то можно увеличить прочность поперечной обрешеткой.

Правило установки обрешетки под профнастил аналогично установке обрешетки под металлочерепицу: последнюю доску необходимо брать более широкую, чем остальные (как правило, на 15 см толще).

Обрешетку под ондулин необходимо делать сплошной для увеличения сопротивляемости материала различным погодным условиям.

Говоря об устройстве стропильной системы под мягкую кровлю, стоит вспомнить о представленных на рынках видах такого материала: это рулонный тип кровли и битумная черепица.

Само название говорит о том, что для мягкой кровли необходимо очень прочное основание, которое позволит выдержать тяжелый снежный покров, порывы ветра и проливные дожди.

Главные требования, предъявляемые каркасам крыш под мягкую кровлю, – они должны быть прочными и ровными.

Прочность должна быть рассчитана на толщину снега, характерного для региона, в котором возводится строение, и на средний вес взрослого мужчины, чтобы была возможность устранения неполадок.

Ровной крыша должна быть по той причине, чтобы исключить возможность провисания под воздействием вышеописанных погодных явлений.

Между осями стропил для каркаса крыши с мягкой кровлей шаг должен быть небольшим, не более 50 см.

Если шаг все же больше, потребуется сделать черновую обрешетку, на которую будет смонтирована уже основная, сплошная.

Контробрешетка поможет мягкой кровле не прогнуться и на порядок увеличит срок ее службы. Для сплошной обрешетки чаще используют доску 30 мм либо плиту ОСБ 20 мм.

Если мягкая кровля предусмотрена как покрытие для вальмовой крыши с организацией мансардного пространства, то необходимо подумать о ее утеплении, продумав подшивку для прокладки утеплителя, гидро- и пароизоляции.

Это все тонкости устройства каркаса крыши под мягкую кровлю.

Стропила под металлочерепицу

Металлочерепицу активно используют в качестве практичного и эстетичного кровельного материала при обустройстве односкатной, щипцовой, вальмовой или сложной крыши. Каркас под металлочерепицу возводится по стандартным принципам. Чтобы рассчитать, на каком расстоянии лучше ставить стропилины, необходимо учесть нагрузки и угол наклона кровли. Металлочерепицу характеризует относительно небольшой вес, благодаря чему она может послужить заменой старому кровельному покрытию из шифера или керамической черепицы. При этом стропила не потребуется усиливать или менять шаг их установки.

Стандартный шаг стропил под металлочерепицу составляет 600-900 мм. Сечение элементов может составлять 50-150 мм – этого достаточно, чтобы создать надежный каркас под металлочерепицу. Но если предполагается использование утеплителя, слой которого в районах с низкими зимними температурами должен составлять 200 мм, для стропил под металлочерепицу рекомендуется использовать брус 200х50, чтобы не монтировать дополнительную систему, удерживающую утеплитель. Промежуток между стропилами под металлочерепицу лучше подогнать под ширину листового или рулонного теплоизолятора.

Профнастил: стропила и обрешетка

Профнастил относится к легким и удобным в применении кровельным материалам. Оцинкованный или покрытый декоративно-защитным слоем профнастил может использоваться как для монтажа односкатной кровли подсобного помещения или гаража, так и для двухскатной крыши жилого дома. Как рассчитать расстояние, необходимое для установки стропил под профнастил?

Чтобы обеспечить необходимую жесткость конструкции, стропила под профнастил достаточно ставить с шагом 600-900 мм. При этом необходимо обратить внимание на угол наклона крыши. Расчет показывает, что при высоких внешних нагрузках профнастил лучше укладывать на систему с минимальным шагом. Но если расстояние между стропилами под профнастил близко к максимальному, а угол уклона крыши небольшой, то конструкция усиливается за счет использования более частой обрешетки. В этом случае шаг обрешетки под профнастил должен быть около 50 мм, ширина элементов – не менее 100 мм.

Полезные программы

Выполняя весь комплекс работ своими руками по монтажу и установки стропил вам придется немного изучить некоторые аспекты. Для облегчения расчета стропильной системы, чтобы бы она соответствовала требованиям и нормам, вам помогут следующие профессиональные программы: Автокад и 3D Max. Более простой является программа Аркон, в ней так же есть калькулятор расчета стропил (сечения, длины).

Онлайн калькуляторы более практичнее, их не нужно скачивать и устанавливать. они представляют собой таблицу, в которую вам необходимо поставить параметры будущей крыши. Ниже приведена упрощенная версия калькулятора при помощи таблицы Exel.

Скачать бесплатную программу можно здесь.

Подводим итоги

Изучив все тонкости и подходы к столь невыполнимой на первый взгляд задаче, как расчет системы стропил крыши, можно произвести расчет вручную. Для этого необходимо учитывать все параметры от веса кровельного материала и предполагаемых нагрузок до сечения стропильных ног и уклона крыши.

При устройстве простейшей односкатной конструкции важно правильно рассчитать перепад высот несущих противоположных стен, которые служат опорой для стропил. При составлении плана двускатной крыши необходимо четко определить, какой вид стропильной системы будет использоваться. А более сложные кровельные конструкции подразумевают использование специальных программ для расчета опорных модулей или привлечение помощи профессиональных кровельщиков.

Примеры расчета наклонных систем

Основой прочности и надежности каркаса для кровли является правильное определение сечения и шага стропил. Следует учитывать и конфигурацию утеплителя. Для рулонных и плитных материалов оптимальным является расстояние, соответствующее их ширине. Для средней полосы России при длине ската 500 см и шаге стропила 60 см берется брус сечением 50×175 мм, а при увеличении интервала — 50×200 мм. Однако эти рекомендации относительны, следует заранее узнать все коэффициенты и применить их на практике.

Можно рассчитать параметры стропильной системы по формуле с заранее собранными данными:

1. Снеговая нагрузка: S расч = 199 кг/м²×1,4 = 278,6 кг/м².
2. Ветровая нагрузка: Wрасч = 28,02 кг/м²×1,4 = 39,23 кг/м².
3. Постоянная нагрузка: Gрасч = 53,11кг/м²×1,1 = 58,42 кг/м².

Остается ввести коэффициенты прочности крыши под углом 35 градусов с шагом стропил 900 мм из сосны I сорта, высотой до конька 7м с профнастилом в качестве кровельного материала. Результат будет такой: стропила сечением 125х200 мм.