При строительстве крыши в первую очередь выбирают тип стропильной системы. Это значит, что стропила должны быть висячими или наслонными либо вся стропильная система будет состоять из тех и других стропил, т. е. комбинированной. Рассчитать расстояние между стропилами не трудно, зная величину нагрузок, которые будут действовать на всю крышу.
Нагрузки бывают временные и постоянные. К постоянным нагрузкам относятся:
- вес материалов самой стропильной системы;
- вес кровельного материала;
- вес элементов кровельного пирога, если крыша делается утепленной;
- вес внутренней отделки потолка мансарды.
Временные нагрузки включают в себя: вес снегового покрова, вес человека при производстве кровельных работ и обслуживания кровли в период эксплуатации, ветровую нагрузку и вес возможных водных потоков в летнее время.
На чем основываются расчеты?
Расстояние между стропилами крыши рассчитывается также исходя из выбранного материала и сечения стропил. Все расчеты ведутся на стадии проектирования дома специалистами конструкторских организаций. Для этого они пользуются справочными документами и строительными нормами и правилами, регламентирующими тот или иной шаг стропил, шаг обрешетки и прочие расчетные величины.
При строительстве частного дома, редко кто заказывает проект, где на основании расчетов рекомендуется, какое расстояние между стропилами нужно выдерживать. Чаще всего застройщики полагаются на опыт мастеров и доверяют им самим вести все расчеты по месту. Однако, есть и такие кто желает сам сделать расчет стропильной системы и самостоятельно построить крышу.
В этом случае они должны в первую очередь определиться с видом крыши, выбрать какой будет чердак – отапливаемый жилой или холодный, так как от этих параметров напрямую зависит вид стропильной системы и расчет расстояния между стропилами
Расстояние между стропилами односкатной крыши
Расчет для односкатной крыши — самый простой. В стропильной системе не предусматривается стоек и раскосов — только сами стропила. Такая крыша обустраивается чаще всего на подсобных помещениях, гаражах, банях и т.д.
Шаг стропил односкатной крыши представлен в таблице ниже и зависит от сечения бруса:
Если застройщик желает самостоятельно делать расчет нагрузок на стропильную систему, ему будет полезно ознакомиться с такими документами, как СНиП 2.01.85 «Нагрузки и воздействия» и «Изменения с СНиП 2.01.85», где заложены карты по климатическим районам России .
В качестве материала для возведения стропильной системы выбирают древесину хвойных пород, влажность которой — 20-22%. Доски, брусья и прочие виды пиломатериала должны быть ровными без свилеватости, гнили, сучков и синевы.
Все деревянные элементы следует обработать антисептиками и антипиренами для защиты дерева от гниения и возгорания. Используемый материал, длина стропильных ног и сечение бруса также влияет на расчеты (смотрим таблицу):
Примерный расчет
Шаг стропил не что иное, как расстояние между стропильными ногами. Как правило, для жилых частных домов этот показатель равен 0,6-1.0 м.
На величину шага стропил оказывает влияние значительное количество факторов. Расчет нужного количества стропильных ног производится следующим способом:
- Измеряется длина ската крыши. После этого полученную величину делят на выбранный показатель шага между стропилами.
- Потом к полученному значению плюсуется единица и округляется в большую сторону, чтобы получить целое число. Так получают количество необходимых стропильных ног для данной длины одного ската крыши.
- После этого вся длина ската крыши делится на полученное целое число (количество стропильных ног) и в результате получают расстояние между осями будущих стропил, что и называется шагом стропил.
- Ось должна проходить по центру стропила. Однако для разного вида кровельного покрытия шаг стропил может меняться, также он меняется в зависимости от угла уклона скат кровли.
Например : длина кровельного ската равна 16 метров, а величина шага между стропилами — 0,6 метра. Следовательно, 16/0,6 + 1 = 27,66 = 28 метров (стропил необходимо для устройства ската)
Чем больше угол уклона, т. е. чем крыша круче, тем шаг стропил можно делать большим. Это объясняется тем, что нагрузка на крутых крышах распределяется не на всю плоскость крыши, а большей частью передается на несущие стены.
Стропила для керамической черепицы
Керамическая черепица – материал, имеющий приличный вес. Поэтому для устройства кровли из черепицы следует рассчитывать сечение и длину стропил, учитывая, что один квадратный метр керамики весит почти в десять раз больше веса металлочерепицы.
- Если в конструкции стропильной системы предполагается устраивать затяжку стропил, то ее сечение следует увеличить.
- Сами стропила должны быть сделаны из сухой здоровой древесины, их сечение должно быть 50х150 или 60х180 мм.
- Шаг стропил, делается в диапазоне 0,8 -1.3 м для покрытия из керамической черепицы, а точное его определение зависит от угла уклона скатов.
Чем выше крыша, тем шаг стропил можно делать шире. Например, при угле уклона 15 градусов шаг будет равняться 80см, а если угол ската повысится до 75 градусов, расстояние между стропильными ногами увеличится до 1,3м.
Еще одно обстоятельство влияет на величину шага стропил – это длина стропильных ног. Чем они длиннее, тем шаг их уменьшается. Это объясняется тем, что при максимальной длине стропил создаются повышенные нагрузки на прогиб. Их можно уменьшить, если устроить систему подпирающих стоек, подкосов и прочих элементов стропильной системы, которые принимают на себя часть нагрузок от стропил.
Стропила для крыши из металлочерепицы
Стропильная система под металлочерепицу мало чем отличается от прочих стропильных конструкций. Но ввиду того, что она имеет вес в несколько раз меньший, чем керамическая черепица, стропила и все прочие элементы конструкции крыши могут выполняться с меньшим запасом прочности, т. е. меньшего сечения. Разница в весе черепицы из глины и металлической составляет около 35 кг на 1 м кВ.
Шаг стропил под металлочерепицу, как правило, делают 0,6-0,9м. Металлочерепица широко используется для покрытия загородных домов, в которых часто предусматриваются мансардные помещения, поэтому кровлю делают утепленной. Шаг стропил в таких конструкциях подгоняют под размеры утеплителя, который вставляется между стропильными ногами.
Осуществляя монтажные работы, очень важно правильно определить шаг стропил под металлочерепицу. Важно понимать, что производить подобные расчеты довольно сложно и именно от того, насколько правильно все будет сделано, напрямую зависит уровень прочности кровли. Многие специалисты утверждают, что именно от уровня надежности крепления металлочерепицы к стропилам зависит эксплуатационный срок не только крыши, но и самого строения. В результате того, что металлочерепица имеет довольно большой вес, стропильная система должна быть крепкой. Кроме этого, укладывать кровельный материал новички не смогут. Для того чтобы правильно осуществить монтажные работы, рекомендуется ответственно подойти к расчету шага стропильной системы.
Устройство стропильной системы под металлочерепицу
Стропильную систему под металлочерепицу своими руками выполнить не так сложно, как произвести соответствующие расчеты. Важно понимать, что вид используемой системы полностью зависит от типа кровли. На сегодняшний день самым популярным вариантом считается стропильная система для двускатной крыши под металлочерепицу. Такие стропильные системы, как показывает практика, отлично подходят для установки металлочерепицы на крышу жилого помещения. Для обустройства стропил используют деревянные бруски разной длины – выбор, как правило, напрямую зависит от длины ног. Многие специалисты рекомендуют обратить внимание на то факт, что необходимо правильно выбрать угол наклона, который может варьироваться в пределах от 15 до 30 градусов – данное значение считается оптимальным.
Расчет расстояния между стропилами для металлочерепицы
Шаг стропилы под металлочерепицу – расстояние от одной стропильной ноги к другой, если выражаться иначе, то данное расстояние кровельщики называют шагом стропильной системы. Данное расстояние напрямую зависит от выбранного типа покрытия кровли. Как показывает практика, для всех кровельных материалов, в том числе и для металлочерепицы, данный размер варьируется в пределах от 0,6 до 1,2 м. Однако важно понимать, что лучше всего осуществлять точные расчеты расстояния для каждого материала отдельно – обязательно должен быть индивидуальный подход.
Перед тем как приступить к монтажным работам, необходимо не только определить расстояние между стропилами, но и понять, какое количество материала потребуется для ног. Чтобы узнать шаг стропил двускатной крыши под металлочерепицу либо односкатной, рекомендуется придерживаться следующих рекомендаций:
- Первым делом высчитывают длину ската кровли из металлочерепицы. Замеры, как правило, осуществляют по карнизу крыши.
- После этого имеется возможность выбрать произвольный шаг. Важно брать во внимание тот факт, что пределы шага для металлочерепицы могут варьироваться от 0,6 до 1 м. Например, изначально возникла необходимость придерживаться расстояния в 0,8 м. Длину ската стоит разделить на выбранное значение для шага стропильной системы. Допустим, что длина ската составляет 12 м, получается, что 12/0,8 и получается 15. После этого к полученному значению потребуется прибавить 1. В том случае, когда число получается дробным, то его обязательно стоит округлить в большую сторону. Таким образом, получается 15+1=16. Данное значение показывает, сколько именно на кровле должно быть установлено стропильных ног. Затем потребуется взять длину ската и разделить ее на полученное количество ног. Получается, что 12/16 и получается 0,75 м.
Многие специалисты рекомендуют доверить данные работы профессионалам, что позволит получить в дальнейшем желаемый результат. Важно понимать, что имеется высокая вероятность того, что будут допущены ошибки, что в конечном итоге негативно скажется на готовой конструкции крыши.
Внимание! Как показывает практика, такие расчеты можно использовать для любых кровельных материалов.
Установка стропил под металлочерепицу
Так как монтажные работы осуществляются на большой высоте, то при необходимости собрать каркас для несущей стропильной системы можно на земле, после чего поднять и зафиксировать ее на крыше. Для этих целей оптимальнее всего создать специальный шаблон либо схему стропильной системы под металлочерепицу из досок, согласно которой будет выполняться монтаж.
Весь процесс осуществляется поэтапно:
- Первым делом доски поднимают над стеной строения, выравнивают и фиксируют при помощи гвоздей.
- Согласно проекту должно быть осуществлено выравнивание досок под определенным углом наклона, после чего происходит надежная фиксация всех элементов.
- В конечном итоге должна быть получена конструкция, которая по внешнему виду и форме напоминает стропильную систему. Изготовление обязательно должно выполняться с учетом произведенных расчетов.
- Затем необходимо опустить шаблон на землю и установить все чистовые элементы.
Не стоит также забывать про установку опорных элементов, а именно, мауэрлата. Укладка выполняется на несущие стены в продольном положении. В качестве крепежных элементов используют специальные шпильки либо катанки.
Следующим этапом является монтаж конькового прогона, который используется в качестве опорной части для всех кровли. Для работ потребуется использовать брус либо отесанное бревно. В тех случаях, когда длина ската не превышает 6 м, то можно обойтись без дополнительных опорных элементов.
Когда установка всех элементов подошла к концу, можно приступать к монтажу и дальнейшим монтажным работам по обустройству стропильной системы согласно прилагаемому шаблону.
Мауэрлат можно закрепить несколькими способами:
- жестким соединением – в данном случае должен быть использован брус либо уголки, намного реже используют гвозди и скобы, особенностью является тот факт, что потребуется дополнительно привязывать стропила к стене, используя для этих целей анкера;
- скользящий способ – в таких случаях должно быть создано шарнирное соединение, выполнить его можно благодаря стыковке элементов с запилами.
Во время работы должно соблюдаться расстояние шага стропильной системы.
Выбирая шаг стропил для металлочерепицы, стоит обратить внимание, что расстояние не должно быть меньше минимально допустимого значения и больше максимально допустимого значения, то есть, оно может варьироваться в пределах от 0,6 м до 1,2 м.
Если было принято решение выбрать расстояние от 0,6 до 1 м, то длина стропил в данном случае не должна быть больше 6 м. В том случае, если она будет уменьшена, допускается сделать разбежку до 1,2 м.
Если ноги стропильной системы будут установлены чаще, чем через 0,6 м, то это будет способствовать только существенному утяжелению кровли и, как правило, увеличению расходов. При необходимости расстояние может составлять и 1,2 м, но важно понимать, что в таком случае уровень несущей способности будет существенно уменьшен, что негативно скажется на конструкции из металлочерепицы.
При необходимости можно увеличить уровень прочности, то для этого потребуется выполнить сплошную обрешетку из древесных плит. В таких ситуациях шаг может варьироваться в пределах от 0,2 до 0,3 м. Данный вариант используется крайне редко, так как для его реализации требуется намного больше вложений.
Интервал в 1,2 м практически никогда во время осуществления монтажных работ не используется. Обусловлено это тем, что несмотря на довольно высокий уровень прочности, металлочерепица начнет провисать под тяжестью снега в зимний период времени либо при сильных порывах ветра.
Немаловажным значением является и сечение используемого бруса для обустройства стропильной системы. Именно от него зависит, какое расстояние будет выбрано. Оптимальным вариантом считается выбор деревянных брусков, имеющих сечение 150*150 мм, при этом обрешетка может быть установлена с интервалом от 4 до 7 см. В данном случае рекомендуется брать во внимание шаг поперечной волны.
Заключение
Шаг стропил под металлочерепицу можно определить только после того, как будут осуществлены соответствующие расчеты. Важно понимать, если расстояние будет довольно маленьким, это способно существенно увеличить расход материала и бюджет проекта, а если расстояние будет сделано слишком большим, то в процессе эксплуатации кровельный материал начнет провисать, что приведет к деформации металлочерепицы.
Расстояние между стропилами – это основополагающий параметр, от которого зависит прочность и надежность конструкции крыши, срок ее службы, возможность использования тех или иных кровельных материалов.
Прочность и срок службы кровли зависят от многих факторов: качества строительных материалов, климатических условий, надежности обрешетки.
Но несущая конструкция крыши – это фундамент, на котором покоится вся конструкция.
Стропильная система должна быть точно просчитана, грамотно смонтирована и надежно защищена от разрушительного внешнего воздействия.
Общая схема расчета стропильного шага
Стропильная система – это несущая конструкция всей крыши. Она состоит из стропильных ног, вертикальных стоек и наклонных подкосов.
Каждое стропило располагается на определенном расстоянии от следующего – это расстояние называется «стропильный шаг».
Именно от него зависят прочность кровельной конструкции, максимально допустимая нагрузка на квадратный метр и материалы, которые можно использовать для кровельных работ.
По ГОСТам минимальное допустимое значение стропильного шага составляет 60 см, среднее – превышает 1 м.
Для определения приблизительного шага можно воспользоваться следующей формулой: D/(D/m+1), где D – длина крыши от конька до конька, m – приблизительный стропильный шаг.
Все полученные результаты необходимо округлять до ближайшего большего целого. Очевидно, что такая формула служит исключительно для приблизительных расчетов.
Чтобы определить точный размер шага, необходимо принимать во внимание следующие факторы:
- собственный вес стропильной системы, т. е. материалов, из которых она изготовлена;
- вес материала, которым вы планируете крыть крышу;
- вес дополнительных утеплителей, уплотнителей, системы гидро- и пароизоляции;
- вес обрешетки;
- вес отделочных материалов чердака;
- климатические нагрузки (ветер, скопление снега).
Помимо вышеперечисленных нагрузок, кровля должна выдерживать вес, по меньшей мере, одного взрослого человека, чтобы в случае ремонта или установки антенны монтажник мог без опасений взобраться на крышу.
Если вы планируете установку дымоходной трубы, то ее местоположение необходимо изначально включить в расчеты, чтобы в будущем не потребовалось снимать часть кровли и устанавливать дополнительные точки опоры.
Односкатная и двускатная крыша: разница в стропильных системах
Для односкатной крыши возвести стропильную систему достаточно просто. Чаще всего стропила укладывают прямо на венец, без использования дополнительных опор и поддерживающих конструкций.
Именно поэтому максимальный угол наклона односкатной крыши ограничен 30 градусами: отсутствие дополнительных несущих конструкций и поддерживающих балок означает, что вся нагрузка ложится на стены здания и фундамент.
Оптимальный угол наклона – 15 – 25 градусов. Максимально допустимая длина пролета стропил не достигает и 6 м.
При возведении односкатной крыши обязательно учитывайте направление ветра и возможную дополнительную нагрузку от веса скопившегося на крыше снега.
Для домов, расположенных в регионах с сильными ветрами и малым количеством осадков, можно подгадать такой угол склона, при котором кровля очищается от снега за счет порывов ветра.
Двускатная крыша – это система из двух наклонных скатов, соединенных коньком. Одним из основных преимуществ такой конструкции является возможность более равномерного распределения нагрузки между стропильной системой и несущими стенами здания.
Кроме того, двускатный каркас позволяет опереть стропила друг на друга, что придает ему дополнительную прочность.
Общая прочность кровельной конструкции возрастает при приближении угла ската к 45 градусам. Именно такой наклон считается оптимальным для регионов с обильными осадками.
При повышении угла наклона, с одной стороны, значительно увеличивается устойчивость, поэтому можно брать больший стропильный шаг.
С другой стороны, повышается парусность крыши, поэтому для ветреных регионов оптимальный угол наклона не превышает 20 градусов.
Стропильная система под шифер
Несмотря на появление большого выбора современных кровельных материалов, классический вариант – шифер – до сих пор пользуется большой популярностью, в основном из-за дешевизны и легкости монтажа.
Расстояние между стропилами крыши под шифер вычисляют с учетом особенностей материала: шифер достаточно хрупкий, но в то же время способен выдерживать большие весовые нагрузки.
Допустимый диапазон стропильного шага под шифер – от 80 см до 1,5 м. Чаще всего используют усредненную длину шага, 120 см.
Поскольку сам по себе шифер весит достаточно много, материал для несущей конструкции нужно выбирать прочный, например, брусья с сечением не менее 75 мм на 150 мм.
Длина стропильного шага и толщина обрешетки взаимосвязаны: чем более прочную обрешетку вы планируете установить, тем меньше шаг, и наоборот.
Лист шифера имеет стандартную длину в 175 мм, шаг обрешетки подбирается таким образом, чтобы каждый лист шифера имел не менее трех точек опоры (одну по центру листа и две ближе к краям).
Шаг обрешетки зависит от градуса уклона крыши: для пологой одно- или двухскатной крыши достаточно 63 – 67 см. Минимальный промежуток для крутой крыши составляет 45 см.
Точную длину стропильного шага под шифер вы сможете установить, только произведя точные замеры и рассчитав общий вес всех кровельных материалов.
Не забудьте учесть метеоусловия (возможность скопления снега, сильные порывы ветра) и нагрузку дополнительного оборудования (антенны или дымоходной трубы). Если на чердаке будет обустроена мансарда, то учтите вес утеплителей.
Нюансы системы для металлочерепицы
Металлочерепица – это один из самых популярных кровельных материалов на рынке. Она неприхотлива в обращении, долговечна, красиво смотрится.
Кроме того, металлочерепица – один из самых легких кровельных материалов (всего 35 кг на квадратный метр), ее можно укладывать на достаточно легкую опору, снижая тем самым нагрузку на стены здания и фундамент.
Среднее расстояние между стропилами под металлочерепицу составляет 60 – 95 см для двухскатной крыши с наклоном 20 – 45 градусов.
Размер брусьев выбирают с учетом утеплительных и гидроизоляционных материалов. Для простой кровли из металлочерепицы достаточно сечения в 50 – 150 мм.
Но в большинстве случаев для создания мансардной крыши под металлочерепицу придется уложить утеплитель толщиной в 150 – 200 мм.
С учетом веса утеплителя стропильная система должна быть более прочной, рекомендованный размер брусьев возрастает до 200 мм на 50 мм.
При расчете расстояния между стропилами учитывайте не только длину листов металлочерепицы, но утеплителя.
При правильном расположении стропил вы сможете значительно сэкономить на лесоматериалах.
Не забывайте и об особенностях монтажа крыши из металлочерепицы: этот материал плохо пропускает воздух, в результате чего под крышей часто скапливается конденсат.
Закрепите верхнюю опору стропильной системы на коньковый прогон вместо боковой части. Это позволит создать небольшую воздушную прослойку, повысит вентилируемость и поможет уберечь кровлю от разрушительной влаги.
Стропильная система под профнастил и ондулин
Отличительная особенность профнастила – это легкость и жесткость, поэтому, как и в случае металлочерепицы, требования к стропильной системе не столь высоки.
Расстояние между стропилами под профнастил должно быть в диапазоне от 60 см до 120 см. Оптимальное сечение стропильной ноги зависит от пролета между опорами.
Так, для пролета в 3 м выбирают брус размером 40 мм на 150 мм, для пролета в 5 м – размером 50 мм на 180 мм.
Какое расстояние допустимо между стропильными ногами, зависит напрямую от сечения брусьев: чем больше стропильный шаг, тем более прочный материал необходимо использовать для стропил. При выборе шага более 80 см увеличьте толщину брусьев на 20 – 25 %.
Не забывайте учитывать вес обрешетки под профнастил. Расстояние между стропилами односкатной крыши в 60 см потребует обрешетки с минимальным сечением брусьев 25 мм на 100 мм.
При стропильном шаге, равном 80 см, – 30 мм на 100 мм и т. д. Важную роль играет и угол наклона крыши: при скате менее 15 градусов под профнастил рекомендовано укладывать сплошную обрешетку, которая значительно тяжелее разреженной.
Поскольку оба обладают относительно малым весом, опорная конструкция может быть достаточно легкой, что снижает нагрузку на несущие стены и фундамент здания.
Чем выше градус наклона, тем большее расстояние между стропилами допускается.
На двускатную крышу с уклоном менее 10 градусов рекомендуется устанавливать сплошную обрешетку, что повышает нагрузку кровельную конструкцию.
В таком случае лучше использовать более толстый брус размером 40 мм на 50 мм, а стропильный шаг свести к минимуму (60 см).
В строительстве дома важно, чтобы каркас крыши и ее стропильная конструкция были надежными. Для этого необходимо знать оптимальные размеры промежутка между стропилами. Как правильно провести расчеты для стропильной системы двухскатной крыши с учетом различных кровельных материалов, расскажут наши специалисты в данной статье.
Как правильно рассчитывать расстояние между стропилами (для двухскатной крыши)
Расстояние под различные кровельные материалы
Специалисты советуют: определяя шаг между стропильными опорами, учитывайте кровельный материал, из которого будет создаваться кровля двухскатной крыши. Рассмотрим наиболее распространенные варианты покрытий кровли, подходящих для частных жилых домов.
- Профнастил – для этого кровельного материала нужное нам расстояние цифровому показателю от 60 до 90 сантиметров (при увеличении шага хотя бы до одного метра, придется устанавливать дополнительные поперечные доски с большим сечением – 5 × 10 см). При этом под профнастил понадобится произвести монтаж обрешетки, которая обеспечит возможность крепления обязательных вертикальных составляющих – дымохода, вентиляционной системы.
- Керамическая черепица – кровля из такого материала имеет достаточно тяжелый вес, поэтому и нагрузка на стропильную систему будет выше, чем при покрытии кровли профнастилом. Соответственно, и расстояние, которое мы рассчитываем, будет другим: от 80 сантиметров до 1 метра 30 сантиметров. Но в этом варианте еще и учитывается крутизна уклона кровли (если угол наклона 15 градусов, то промежуток будет минимальным – 80 см, при 75 градусах – 130 см).
- Металлочерепица – данный кровельный материал легче предыдущего и продается сразу в листовом виде, поэтому снижается толщина составляющих стропильной системы, а, следовательно, снижается и расстояние между элементами в ней. Для стропильного материала с сечением 15 × 5 сантиметров промежуток должен подбираться от 60 сантиметров до 95 сантиметров. Такое расстояние позволит качественно утеплить чердачное помещение (для этого необходимо материал утеплителя разместить прямо между стропилами). Особенность монтажа стропильной конструкции под металлочерепицу заключается в том, что опоры устанавливаются сверху на коньковый прогон (обычно их монтаж производиться на коньковый брус сбоку). Но в этом случае не стоит забывать и о вентиляционных отверстиях около верхней кровли.
- Ондулин – этот материал называют «еврошифером», и он прекрасно подходит для кровли частных жилых домов. Для стропильной конструкции под ондулин используют стропила из досок 5 × 20 сантиметров, что обеспечивает некоторый запас прочности (при этом учитываются и стропильные прогоны). Расстояние между такими стропильными досками стандартное – от 60 до 90 сантиметров, а деревянный брус для обрешетки должен быть сечением 4 × 5 см, с межосевым шагом в 60 см.
- Шифер – это один из самых распространенных в нашей стране кровельных материалов, под него стропила следует подбирать с сечением 5 × 10 / 5 × 150 сантиметров. Расстояние между ними будет немного в меньшем диапазоне – 60-80 см. Обрешетка из деревянного бруса имеет свой промежуток между элементами, который напрямую зависит от угла уклона ската кровли: при маленьком уклоне – от 45 см, при большем – от 60 см.
Таким образом, общие цифровые показатели для определения расстояния между стропилами (в зависимости от материала кровли) будут колебаться в следующих пределах: минимум составляет 60 см, а максимум – 130 см. Если вы сами не можете определиться с выбором такого цифрового показателя, то следует обратиться к квалифицированным специалистам за помощью.
Задача правильно рассчитать расстояние между стропилами – очень ответственная. От того, насколько серьезно вы приступите к ее решению, будет зависеть не только надежность и долговечность крыши, но и все последующие работы на ней: укладка утеплителя, монтаж кровельного покрытия, установка доборных элементов. Если подтасовать шаг стропил под листы кровли, как это многие делают, то не факт, что между стропилами потом войдет утеплитель.
Если же ориентироваться только на утеплитель – первая же зима с ее обильным русским снегом сокрушит стропильную систему. Вот почему вся суть в том, чтобы подобрать оптимальный шаг стропил на для всех скатов, и вот этому умению мы вас сейчас научим.
От чего зависит шаг расположения стропил?
Итак, расстояние между стропилами определяется такими важными факторами:
- Форма крыши (двускатная, односкатная или многоскатная).
- Угол наклона крыши.
- Параметры бруса, который используется для изготовления стропил (ширина, толщина).
- Конструкция стропильной системы (наслонная, висячая или скользящая).
- Совокупность всех нагрузок на крышу (вес покрытия, атмосферные явления и др.).
- Материал обрешетки (20х100 или 50х50) и ее параметры (сплошная, с пробелами 10 см, 20 см или сплошная из фанеры)
И каждый из этих параметров нужно брать во внимание, о чем как раз эта статья.
Онлайн-калькуляторы vs. блокнот и карандаш
Для правильного расчета сечения стропил и шага их установки сегодня существует много сложных формул. Но помните, что такие формулы были в свое время разработаны больше для того, чтобы была возможность не столько идеально рассчитать конструктивов крыши, сколько изучить работу таких элементов.
Например, сегодня пользуются популярностью несложные онлайн-программы, которые неплохо рассчитывают параметры стропил. Но идеально, если вы сможете самостоятельно поставить конкретные задачи и вычислить все, что вам нужно. Важно понять до мелочей, что именно происходит в стропильной системе во время эксплуатации, какие именно силы на нее воздействует и какие нагрузки. А компьютерная программа не всегда может учитывать все, то что замечает человеческий мозг. Поэтому мы советуем вам произвести все расчеты все-таки вручную.
Декоративные стропила: 0% нагрузки
Первым делом определитесь с самым главным пунктом: типом крыши и ее назначением. Дело в том, что крыша жилого дома зимой выдерживает на себе большую шапку снега, постоянный ветер на высоте и еще ее нередко утепляют изнутри, а вот к стропильной системе небольшой беседки, спрятанной под кронами деревьев, предъявляют совсем другие требования.
Например, если вы строите перголу в ее классическом понимании, то совершенно не важно, какое именно будет у нее расстояние между стропилами – это уже чисто эстетический фактор:
В приведенной иллюстрации видно, что даже в такой постройке есть свой шаг стропил. Ведь здесь он обеспечивает и эстетический фактор, и жесткость самой конструкции. Но выбирают шаг произвольным путем.
Подходим к главному вопросу: какое расстояние должно быть между стропилами крыши жилого дома? Вот здесь запаситесь терпением и внимательно изучите все нюансы.
Пункт 1. Длина стены и выбор шага стропил
Первым делом шаг установки стропил на крыше жилой постройки обычно выбирают конструктивно размеру здания, хотя и с учетом многих других факторов.
Например, проще всего устанавливать стропила с шагом 1 метр, поэтому для стены длиной 6 метров ставится стандартно 7 стропил. В тоже время можно сэкономить, поставив их с расстоянием 1 и 2 метра, и получится ровно 5 стропил. Можно поставить также с расстоянием 2 и 3 метра, но зато усилить обрешеткой. Но крайне нежелательно делать шаг стропил более 2 метров.
Пункт 2. Влияние снеговых и ветровых нагрузок на форму крыши
Итак, мы остановились на том, что среднее расстояние между стропилами обычной крыши – 1 метр. Но, если в местности значительная снеговая или ветровая нагрузка, или крыша более-менее пологая или просто тяжелая (например, покрыта глиняной черепицей), тогда такое расстояние необходимо уменьшить до 60-80 см. А вот на крыше с уклоном более 45 градусов его можно даже увеличить на расстояние 1,2 м-1,4 м.
Почему это так важно? Давайте разберемся. Дело в том, что воздушный поток сталкивается на своем пути со стеной под крышей здания, и там происходит завихрения, после чего ветер ударяет в карнизный свес крыши. Получается, что ветровой поток как бы огибает скат крыши, но при этом стремясь ее приподнять. И в крыше в этот момент возникают силы, которые готовы ее сорвать или опрокинуть – это две наветренные стороны и одна подъемная.
Есть еще одна сила, которая возникает от давления ветра и действует перпендикулярно склону, стараясь словно вдавить скат крыши вовнутрь. И чем больше угол наклона ската кровли, тем больше имеют значение безопасные силы ветра и меньше касательные. А чем больше угол ската, тем реже нужно ставить стропила.
Понять, делать вам высокую крышу или пологую, поможет эта карта среднего значения ветровой нагрузки:
Второй момент: в российском регионе на стандартную крышу дома постоянно воздействует такое атмосферное явление, как снег. И здесь тоже вам нужно учитывать, что снеговой мешок обычно скапливается больше на какой-то стороне крыши, чем на другой.
Вот почему в таких местах, где возможен такой мешок, нужно вставлять спаренные стропильные ноги либо делать сплошную обрешетку. Проще всего определить такие места по розе ветров: с наветренной стороны ставят одиночные стропила, а с подветренной – спаренные.
Если вы впервые строите дом, тогда не найдетесь на собственное мировоззрение, а определите среднестатистическую снеговую нагрузку для своей местности согласно официальным данным:
Пункт 3. Вопрос утепления и стандартной ширины матов
Если крышу вы будете утеплять, тогда шаг стропил целесообразно ставить под стандартные размеры плит утеплителя, а это 60, 80 см и 120 см.
Современные утеплители сегодня продают стандартной ширины, обычно по такому же стандартный шаг стропил. Если потом брать их и подгонять под уже существующие параметры, тогда будет много отходов, щелей, мостиков холода и прочих проблем.
Пункт 4. Качество и прочность используемого пиломатериала
Огромное значение также имеет то, какой именно материал вы используете для строительства стропильной системы. Так, для каждой породы древесины существует своя нормативная документация, которая касается ее несущей способности:
Т.к. для изготовления стропильной системы крыши в России чаще всего используется сосна и ель, их прочность на изгиб и особенности использования уже давно прописаны. Если же вы будете использовать древесину других пород, то можно будет выводить поправочный коэффициент.
Кроме того, если на стропиле будут сечения, врубки или отверстия под болты, в этом месте нужно рассчитывать несущую способность бруска с коэффициентом 0,80.
Пункт 5. Расстояние между затяжками и балками перекрытия
Еще один момент: если крыша строится со связанными между собой стропильными фермами, и их нижний пояс используется одновременно в качестве балок перекрытия, тогда расстояние между фермами нужно делать в пределах 60-75 см, чтобы учитывать конструкцию будущего пола.
Пункт 6. Нагрузки на стропильные узлы
Итак, вот основные нагрузки, которые действуют на стропильную систему крыши:
- Статические, куда входит вес самой стропильной системы, вес кровли, лежащего на крыше снега и доборных элементов.
- Динамические, куда входит сила ветра, неожиданные повреждения кровли, вес человека и техники для ремонта и им подобные факторы.
И все эти факторы способны в определенный момент воздействовать на крышу одновременно, а поэтому и существует такое понятие, как критическое значение. Это именно то значение нагрузок, при котором крыша не выдерживает и деформируется.
Поэтому, если здание строится со значительными пролетами, то обязательно применяются стальные стропильные фермы. Дело в том, что напряжение в таких стержнях уже отсутствует, и вся нагрузка приходится на узлы – здесь на таковые воздействуют сжимающие и растягивающие силы. А расстояние между такими фермами рассчитывается в зависимости от типа кровли и конструкции самой крыши.
Обычно, унифицированную ферму ставят с пролетом, кратным шести, и поэтому между узлами фермы делается расстояние, кратным полутора метрам.
Пункт 7. Вес стропильной системы и кровельного пирога
Не забывайте, что главное предназначение стропил – удерживать на себе всю крышу, и ее вес при этом имеет решающее значение:
Пункт 8. Удобство монтажа кровельного покрытия
Влияет на расстояние между стропилами также такой фактор, как выбранное кровельное покрытие. Чем выше уклон крыши, тем больше кровельных материалов при этом будет использовано. А чем они тяжелее, тем чаще придется ставить под них стропила. А как же сплошная обрешетка? В том-то и дело, что и она имеет свой вес:
У каждого вида кровли – свой оптимальный шаг стропил. Ведь многие стандартные листы по краям нужно крепить прямо в стропило или обрешетку, и важно, чтобы они совпадали. Иначе работа по покрытию кровли легко превратится в сущий ад на высоте, поверьте.
Вот почему даже перед началом монтажа нужно обязательно сделать раскладку, все несколько раз проверить. И знать некоторые важные тонкости по каждому из видов покрытий.
Определение совокупности нагрузок на крышу в целом и стропило в отдельности
Итак, мы определили, что, помимо других конструктивных факторов, на стропильную систему крыши одновременно действует целая совокупность нагрузок: вес стропильной системы, шапка из снега, давление ветра. После того, как вы сложите все нагрузки вместе, обязательно умножьте их на коэффициент 1,1. Так вы все рассчитаете на неожиданные благоприятные условия, то есть заложить дополнительную 10%-ную процентную прочность.
А теперь вам остается только разделить общую нагрузку на планируемое количество стропил и посмотреть, справится ли каждое из них со своей задачей. Если кажется, что конструкция будет хилой – смело добавьте 1-2 стропила в общее количество, и вы будете спокойны за свой дом.
Вам необходимо делать расчет на разрушение, т.е. на полную нагрузку, которая действует на крыше. Все эти нагрузки определяются по техническим характеристикам материалов и СНиПам.
Стандартная конструкция крыши – это стропила, решетчатые прогоны, и каждый из этих элементов срабатывает только на ту нагрузку, которая давит именно на него, а не на общую крышу в целом. Т.е. на каждое отдельно взятое стропило действует своя нагрузка, общая, но поделенная на количество стропильных ног, и изменением шага их расположения вы изменяете площадь сбора нагрузки на стропила – уменьшая ее, или увеличивая. И, если менять шаг стропил вам неудобно, тогда поработайте с параметрами сечения стропильных ног, и общая несущая способность крыши увеличится в разы:
При этом расчете старайтесь добиться, чтобы самое длинное стропило было у вас в проекте не более шести с половиной метров, в противном случае – сращивайте по длине. Сейчас поясним подробнее. Так, на крышах с уклоном скатов до 30 градусов стропила так называемые «сгибаемые элементы». Т.е. они работают именно на изгиб, и к ним есть определенные требования. А возможность прогиба стропил рассчитывают по специальной формуле, и, если результат превышает норму, тогда стропила увеличивают по высоте и снова делают новый расчет.
А вот на крыше с уклоном складов более 30 градусов какие стропила уже считается «сгибаемо-сжатыми» элементами. То есть на них воздействует не только равномерно распределенная нагрузка, которая вызывает изгиб стропил, но и усилия, которые уже действуют вдоль оси стропила. Говоря простым языком, здесь стропила не только немного прогибаются под весом крыши, но и сдавливаются от конька к мауэрлату. Кроме того, на растяжение необходимо проверить и ригель, который обычно сдерживает две стропильные ноги.
Как видите, с подобными расчетами справится даже далекий от строительства человек. Главное – все учесть, быть внимательным и готовым потратить немного больше времени на проектирование, чтобы потом вся работа пошла как по маслу!
