Расчёт двускатной крыши

Выбор сечения стропил и их материала

Для Подмосковья, учитывая уже собранную нагрузку, применимы деревянные стропила. Они могут быть выполнены в виде бруса или оцилиндрованного бревна, сечение четко коррелирует с шагом стропил и длиной стропильной ноги.

Как видно из таблицы, даже при небольшой длине ската (до 3 м) и малом расстоянии между стропилами необходимо сечение не менее 80х100 мм. Собственный вес такого бруса (или бревна диаметром 100 мм) составит около 8 кг. Необходимо проверить, насколько собственный вес стропил увеличит общий вес кровельного пирога (а соответственно, нагрузку на стропила).

Пример расчета 1 (Подмосковье)

Для этого примем длину стены 6 м, длину ската 3 м и предварительно выберем шаг 1 м. Требуется 7 штук стропил весом 56 кг, общая площадь крыши составляет 18 кв.м. Итого для Подмосковья (берем нагрузку по максимуму)

18х312+7х8=5 672 кг (на всю крышу). Вспоминая формулы сопромата, применяем стандартный метод вычисления несущей способности балки (в данном случае стропила).

Допустимый момент сопротивления бруса с сечением bxh=8х10 (высота на ширину)

W = bh2/6=133 см.куб.

Балка с таким моментом может выдержать прогиб (R в формуле – модуль упругости древесины, для сосны второго сорта, которая обычно идет на конструкции, R=150 кгс/см.кв.)

M = WR=133х150=20 615 кг*см = 206 кг*м

С учетом длины пролета 3 м распределенная нагрузка на погонный метр балки

Q=8M/l2=8х206/32=183 кг/м.

Если шаг балок принят 1 м, то максимальная распределенная нагрузка на квадратный метр составляет, как уже было рассчитано выше, по максимуму 312 кг, что почти вдвое выше допустимого. Следовательно, данный шаг и/или сечение стропил не подходят.

Проводим повторную проверку, выбирая шаг стропил 600 мм. В этом случае максимальная допустимая нагрузка на погонный метр стропила будет

Q=183/0,6=305 кг/м.

Это уже гораздо ближе к требуемой нагрузке.

Но более рационально не уменьшать шаг стропил , а увеличить сечение бруса.

Если мы примем следующее по порядку сечение из предложенной выше таблицы (8х13 см), получим

W = bh2/6=225 см.куб.

M = WR=225х150=33 800 кг*см = 338 кг*м

Q=8M/l2=8х338/32=300 кг/м.

Уменьшая шаг стропил до 0,9 м, получаем допустимую распределенную нагрузку 300/0,9=33 кг/м, что вполне достаточно для заданных условий.

Пример расчета 2 (Петропавловск-Камчатский)

При тех же начальных условиях – длина стены 6 м, скат трехметровый, шаг 1 м – нагрузка на крышу составляет по максимуму 592 кг без учета веса стропил. Из приведенного выше примера расчета понятно, что для такой нагрузки надо либо серьезно увеличивать сечение балки, либо сокращать шаг. Оба варианта не рациональны, поскольку за счет веса балок увеличат нагрузку на несущие конструкции здания на 12…25%, что нежелательно.

Но можно заменить материал, приняв металлические стропила.

В этом случае обрешетка будет не сплошной (как предложено в примере сбора нагрузки), а разреженной, и также металлической. Соответственно, вес конструкции уменьшиться как минимум на 15…30 кг/кв.м., а несущая способность возрастет.

Посчитать несущую способность двутавра или швеллера сложнее, чем бруса с прямоугольным сечением, для этого необходимо использовать специальные формулы.

Для примера приведена форма расчета двутавровой балки в расчетной программе.

Используем формулы расчета из примера 1, заменив рассчитываемый момент сопротивления уже известным моментом для стальной балки. Имеем в виду, что модуль упругости стали (как на сжатие, так и на растяжение) составляет 21 000 кгс/см.куб.

Для двутавра №10

W = 39,7 см.куб.

M = WR=39,7х21 000 =833 700 кг*см = 8337 кг*м

Q=8M/l2=8х8337/32=7410 кг/м.

Полученное значение намного превышает величину предельной нагрузки на крышу. Соответственно, пролет здесь можно спокойно увеличивать до 2м – это не приведет к разрушению конструкции.

Виды стропильных систем

Конструктивные системы стропильной кровли могут быть трёх видов:

1. Наслонные стропила.
   Стропила опираются по двум сторонам. Снизу – на мауэрлат, сверху – на ригель. В качестве промежуточных опор могут использоваться стойки и подкосы. Чаще всего используются в зданиях с небольшим расстоянием между торцами или при возможности поставить стойки или стену посередине мансарды.
   При больших пролётах стропил (больших расстояниях между продольными стенами) могут дополнительно использоваться стойки, подкосы или затяжки.
   Наслонные стропила просты в расчётах.
   Обычно самым мощным элементом такой системы является ригель, который несёт на себе половину нагрузки от всей конструкции кровли.
2. Висячие стропила.
   При отсутствии возможности использования ригеля в качестве верхней опоры, разумно использовать эту стропильную систему.
   Висячие стропила опираются только на мауэрлат, а в верхней точке соединяются между собой с помощью накладки.
   Эта стропильная система работает под нагрузкой как ферма. Наибольшее давление приходится на наружные стены. Возникает горизонтальная сила – распор, которая может привести к смещению стен. В конструкции висячих стропил распорное усилие воспринимает затяжка, которая стягивает стропильные ноги и не даёт им разъезжаться.Висячие стропила классифицируются в зависимости от месторасположения затяжки:1) Треугольная трёхшарнирная арка.
   Затяжка и стропила образуют треугольник. Затяжка располагается в уровне перекрытия;2) Треугольная трёхшарнирная арка с подвесом.
   При большом пролёте стропил затяжка может не пройти по требованиям прогиба. Чтобы предотвратить её провисание, затяжку подвешивают к коньку. Но при такой системе, так же, как и при системе наслонных стропил, посередине мансарды образуется ряд стоек;3) Треугольная трёхшарнирная арка с приподнятой затяжкой.
   Затяжка располагается чаще всего в уровне потолка мансардного помещения. Такая схема менее выгодна с точки зрения работы конструкции. Чем выше расположена затяжка, тем больший распор она воспринимает.
   Висячие стропила должны рассматриваться как треугольная ферма, что усложняет расчёт.
3. Комбинированные стропила.
   К комбинированной системе можно отнести распорные наслонные стропила. Они нуждаются как в установке ригеля, так и в затяжке. В отличие от предыдущих вариантов, в которых стропила к мауэрлату крепятся шарнирно, здесь стропильная нога крепится жёстко, поэтому в системе возникает распор. Для такой системы мауэрлат должен быть надёжно прикреплен к стене, а сама стена быть прочной и толстой. Отличным вариантом стане выполнение по периметру железобетонного пояса.

Особенности стропильной системы

Чтобы сделать расчет стропильной системы, следует понимать, что она собой представляет. Итак, стропила – это несущая конструкция кровли, которая принимает на себя все внешние нагрузки, в виде снежных наносов, сильных ливней или шквальных ветров. Главные ее элементы – это:

• мауэрлат – основание крыши под стропила;
• вертикальные стойки – необходимы для максимальной устойчивости стропильной системы;
• стропильные наклонные ноги – определяют наклон ската крыши и ее общий вид;
• прогоны – выделяют боковые и коньковые разновидности прогонов, элементы необходимы для скрепления и поддержания стропильных ног;
• затяжки, ригели – фиксирующие элементы;
• подкосы – диагональные поддерживающие брусья, придающие устойчивость стропилам;
• конек – верхний брус, укладываемый в месте стыка двух скатов кровли;
• кобылки – элемент, позволяющий увеличить длину недостаточно длинных стропил в случае монтажа свеса крыши;
• ферма – совокупность стоек, раскосов, обрешетки и прочих элементов, составляющих основу кровельной системы.

Приступая к расчету стропил, следует произвести расчет каждого отдельного элемента

Также важно соблюдать требования к стропильной системе, это поможет выбрать правильный материал, а также создать наиболее прочную и долговечную кровлю

Виды стропильной системы

Принято классифицировать стропильные системы, чтобы задача по выбору варианта будущей кровли решалась легче:

• Односкатные. Самые простые. Больше подходят для подсобных помещений, бань, небольших частных домов, беседок. Предусматривает наклонное положение конструкции под небольшим углом (не более 25°);
• Двускатные. Используются для небольших домов и дачных построек. Имеют вид треугольника, при котором стропильные доски соединены балкой и находятся под определенным углом;
• Двухскатные ломаные. Имеют два ската с переломом, благодаря которому есть возможность увеличить площадь мансарды;
• Трехскатные (полувальмовые). Имеют два ската формы трапеции, которые соединены одним торцевым треугольным скатом (вальмой);
• Четырехскатные (вальмовые). Используются для жилых построек, требуют значительных трудозатрат. Имеют два торцевых треугольных ската и два трапециевидных;
• Шатровые. Используются для построек квадратной формы. Состоят их четырех треугольных скатов, верхний угол которых соединен в центре кровли;
• Многощипцовые. Состоят из трапециевидных или других скатов разных форм, соединенных между собой.

Самые подходящие конструкции для мансардных крыш — двухскатные и ломаные двухскатные. Есть другие виды стропильных систем, но они менее распространены и не настолько практичны, как вышеперечисленные.

Стропильные конструкции еще классифицируются на:

• Висячие. При таком виде каркаса кровли не создается горизонтальная нагрузка по причине отсутствия несущих стен в помещении;
• Наслонные. Вариант стропильной установки, предусматривающий опору на несущую внутреннюю стену или опору в здании.

Расчет материала для каркаса кровли при проектировании здания ведется исходя из задуманной конфигурации и нагрузки

Стропила для двухскатной крыши своими руками сделать не трудно, важно подойти к делу с умом

Стропильные системы наслонного и висячего типа

Расчет нагрузки на стропила

Для правильного расчета нагрузки на стропила необходимо учитывать множество факторов, которые способны повлиять на тяжесть конструкции.

Важные показатели, которые следует учесть:

• Нагрузка постоянная: включает в себя массу кровельного пирога, покрывного материала;
• Нагрузка временная: постоянное и максимальное количество снега, дождей, интенсивность ветреных порывов, а в районах с высокой сейсмичной активностью — действие штормовых ветров, смерчей, ураганов.

Кроме того следует иметь ввиду массу и прочность стропильных ног, а также обратить внимание на крепление стропил двухскатной крыши и вариант монтажа

Схема стропильных систем

Количество обрешетки для односкатной крыши

Количество обрешетки напрямую зависит от того, какое покрытие для кровли будет применяться в данном случае. Планки обрешетки должны располагаться с шагом, соответствующим размерам листа материала.

Такое соответствие очень важно, без него правильный монтаж кровельного материала будет усложнен или окажется вовсе невозможным. Поэтому для расчета количества обрешетки прежде всего надо определить ее шаг

Можно обратиться к СНиП, в которых имеется подробная и точная информация о правилах установки всех элементов кровли.

Для мягких кровельных материалов часто используется сплошная обрешетка, когда расстояние между планками составляет 2-2,5 см. В этом случае расчет обрешетки сводится к делению длины кровли на ширину планки плюс 2 см на зазор.

Более жесткие виды материала не требуют сплошной обрешетки и расчет делается исходя из расстояния между планками, применяющегося для данного вида кровли.

Более простым решением будет использование онлайн-калькуляторов, осуществляющих специализированный расчет по указанному кровельному материалу. Полученные данные следует уточнить при помощи пересчета на другом онлайн-калькуляторе.

Количество обрешетки

Таблица ветровых и снеговых нагрузок по России

Субъект федерации	Город	Снеговой район	Ветровой район
Адыгея	Майкоп	2	1
Алтайский край	Барнаул	4	3
Бийск	4	1
Рубцовск	3	3
Амурская область	Благовещенск	1	3
Архангельская область	Архангельск	4	2
Северодвинск	4	2
Астрахань	1	3
Башкортостан	Нефтекамск	5	2
Салават	5	3
Стерлитамак	5	3
Уфа	5	2
Белгородская область	Белгород	3	2
Старый Оскол	3	2
Брянская область	Брянск	3	1
Бурятия	Улан-Удэ	1	3
Владимирская область	Владимир	3	1
Ковров	4	1
Муром	3	1
Волгоградская область	Волгоград	2	3
Волжский	2	3
Камышин	3	2
Вологда	4	1
Череповец	4	1
Воронежская область	Воронеж	3	2
Дагестан	Дербент	2	5
Махачкала	2	5
Хасавюрт	2	5
Забайкальский край	Чита	1	2
Ивановская область	Иваново	4	1
Иркутская область	Ангарск	2	3
Братск	3	2
Иркутск	2	3
Калининградская область	Калининград	2	2
Калмыкия	Элиста	2	3
Калужская область	Калуга	3	1
Обниск	3	1
Камчатский край	Петропавловск-Камчатский	7	7
Кемеровская область	Кемерово	4	3
Киселевск	4	2
Ленинск-Кузнецкий	4	3
Новокузнецк	4	3
Прокопьевск	4	2
Кировская область	Киров	5	1
Костромская область	Кострома	4	1
Краснодарский край	Краснодар	2	6
Новороссийск	2	5
Сочи	2	4
Красноярский край	Ачинск	4	3
Красноярск	3	3
Норильск	5	3
Курганская область	Курган	3	2
Курская область	Курск	3	2
Ленинградская область	Санкт-Петербург	3	2
Липецкая область	Елец	3	2
Липецк	3	2
Магаданская область	Магадан	5	5
Марийская Республика	Йошкар-Ола	4	1
Мордовия	Саранск	3	2
Московская область	Балашиха	3	1
Железнодорожный	3	2
Жуковский	3	1
Коломна	3	1
Красногорск	3	1
Люберцы	3	1
Москва	3	1
Мытищи	3	1
Ногинск	3	1
Одинцово	4	1
Орехово-Зуево	3	1
Подольск	3	1
Серпухов	3	1
Химки	3	1
Щелково	3	1
Электросталь	3	1
Мурманская область	Мурманск	5	4
Нижегородская область	Арзамас	4	2
Дзержинск	4	1
Нижний Новгород	4	1
Новгородская область	Великий Новгород	3	1
Новосибирская область	Новосибирск	4	3
Омская область	Омск	3	2
Оренбургская область	Оренбург	4	3
Орск	4	2
Орловская область	Орел	3	2
Пензенская область	Пенза	3	2
Пермский край	Пермь	5	2
Приморский край	Артем	3	4
Владивосток	2	4
Находка	2	5
Уссурийск	2	3
Псковская область	Великие Луки	3	1
Псков	3	1
Республика Карелия	Петрозаводск	2	5
Республика Коми	Сыктывкар	5	1
Ухта	5	2
Ростовская область	Батайск	2	3
Волгодонск	2	3
Новочеркасск	2	3
Новошахтинск	2	3
Ростов-на-Дону	2	3
Таганрог	2	3
Шахты	2	3
Рязанская область	Рязань	3	1
Самарская область	Волжский	4	3
Новокуйбышевск	4	3
Самара	4	3
Сызрань	3	3
Тольятти	4	3
Саратовская область	Балаково	3	3
Саратов	3	3
Энгельс	3	3
Сахалинская область	Южно-Сахалинск	4	4
Свердловская область	Екатеринбург	3	2
Каменск-Уральский	3	1
Нижний Тагил	4	2
Первоуральск	4	2
Северная осетия	Владикавказ	2	—
Смоленская область	Смоленск	3	1
Ставропольский край	Невинномысск	2	5
Ставрополь	2	5
Тамбовская область	Тамбов	3	2
Татарстан	Альметьевск	5	2
Казань	4	2
Набережные Челны	5	2
Нижнекамск	5	2
Тверская область	Тверь	4	1
Томская область	Томск	4	3
Тульская область	Новомосковск	3	1
Тула	2	1
Тыва	Кызыл	2	1
Тюменская область	Тобольск	4	2
Тюмень	3	2
Удмуртия	Ижевск	5	1
Ульяновская область	Димитровград	4	2
Ульяновск	4	2
Хабаровский край	Комсомольск-на-Амуре	4	3
Хабаровск	2	3
Хакасия	Абакан	2	3
Ханты-Мансийский  АО	Нефтеюганск	4	2
Нижневартовск	5	2
Сургут	4	2
Челябинская область	Златоуст	4	2
Копейск	3	2
Магнитогорск	4	3
Миасс	3	2
Челябинск	3	2
Чеченская Республика	Грозный	2	4
Чувашия	Новочебоксарск	4	2
Чувашская Республика	Чебоксары	4	2
Якутия	Якутск	2	2
Ямало-Ненецкий  АО	Новый Уренгой	5	2
Ноябрьск	5	2
Ярославская область	Рыбинск	4	1
Ярославль	4	1

Как рассчитать площадь четырехскатной крыши?

Схематично представить вальмовый тип крыши можно одним прямоугольником, который является основанием, двумя трапециями – грани конструкции и двумя равнобедренными треугольниками.

Отталкиваясь от такого представления конструкции, можно расчеты провести легко и без ошибок.

У любой крыши в процессе проектирования прежде всего определяется угол наклона.

Такой параметр выбирается на основании ряда факторов и является значением, от которого производят все остальные расчеты.

Алгоритм расчета площади конструкции:

1. Первая формула, которая понадобиться в расчетах – это h = b / 2 * tanA. В данной формуле b – это ширина здания, A – это угол наклона ската, h – высота конька. Пользуясь таблицей тангенсов, узнается значение данного угла и проводится расчет.
2. Используя значение косинуса этого же угла ската узнается длина угловых стропил. Формула для расчетов с = b / 2 * cosA, обозначения аналогичны.
3. Для того, чтобы узнать значение длины вальмовых стропил, нужно вычислить квадратный корень из следующей формулы: d = h2 + b2 / 2, обозначения аналогичны.
4. Площадь всей крыши находится при сложении всех условно разделенных элементов конструкции, а именно: трапеции, треугольников и прямоугольника. Формула для расчетов следующая: S = 2 * (c * b) + 2 (a — b) * c = 2 * c * (b + a — b) = 2 * c * a.

После проведения расчетов рекомендуется провести проверку всех значений. Это поможет избежать неточностей и ошибок в строительстве.

Расчет площади

Воздействие на стропила и кровельное покрытие

Расчет нагрузок на стропила и кровлю складывается из двух слагаемых:

• Постоянная нагрузка. Это — собственный вес стропил и кровельного покрытия, утеплителя и гидроизоляции, всех элементов крыши.
• Временная нагрузка. Учитываются длительные или кратковременные усилия разной направленности, вызываемые весом снега в зимний период, воздействием ветра и т.п.

Постоянная нагрузка определяется суммированием веса всех элементов, присутствующих на крыше, причем учитывается и полезная нагрузка — вес расширительных баков, обшивки чердака, окон или иных предметов, нагружающих крышу и подкровельное пространство.

Если для постоянных нагрузок расчет не выглядит чем-то сложным, то учесть природные факторы будет сложнее. Потребуются данные о преобладающих направлениях и силе ветра, случаях ураганных шквалистых проявлений, количество снега в зимнее время, его качественные показатели — сухой снег намного легче, чем мокрый.

ОСТОРОЖНО!
Для того, чтобы расчет оказался корректным, необходимо учитывать предельные состояния, поскольку именно они являются самыми опасными и разрушительными.

Расчет снеговой нагрузки производится по формуле:

S = Sg * µ

где Sg — вес снега на 1 кв м плоскости, выпадающий в данной местности.

µ — поправочный коэффициент, учитывающий угол наклона кровли (для плоских крыш до 25° он равен 1, для более крутых — 0,7).

При наклоне кровли от 60° и выше вес снега не учитывается.

Ветровая нагрузка вычисляется так:

W = Wo * k

Wo — нормативный показатель силы ветра для данной местности.

k — поправочный коэффициент, учитывающий тип местности и высоту над землей.

Обе формулы показывают нагрузку на 1 кв.м., для получения полного значения надо результат умножить на площадь крыши.

Следует также понимать, что данные расчеты не всегда учитывают предельные нагрузки или частные случаи — например, скопления снега или единичные сильные порывы ветра, нетипичные для данной местности, но иногда случающиеся. Для того, чтобы иметь гарантию прочности, надо принимать нагрузку с запасом в 15% — 20% от расчетной.

Стропильная система

С висячими стропилами

Это системы, у которых стропильные ноги опираются только на наружные стены без промежуточных опор (несущих стен). Для двускатных крыш максимальный пролет составляет 9 метров. При установки вертикальной опоры и системы подкосов увеличить его можно до 14 метров.

Висячий тип стропильной системы двускатной крыши хорош тем, что в большинстве случаев нет необходимости ставить мауэрлат, а это делает установку стропильных ног проще: не нужно делать врубки, достаточно скосить доски. Для связи стен и стропил используется подкладка — широкая доска, которую крепят на шпильки, гвозди, болты, ригеля. При таком строении большая часть распирающих нагрузок компенсирована, воздействие на стены направлено вертикально вниз.

Виды стропильных систем с висячими стропилами для разных пролетов между несущими стенами

Стропильная система двухскатной крыши для небольших домов

Существует дешевый вариант стропильной системы, когда она представляет собой треугольник (фото ниже). Такое строение возможно, если расстояние между наружными стенами не более 6 метров.  Для такой стропильной системы можно расчет по углу наклона не делать: конек должен быть поднят над затяжкой на высоту не менее 1/6 длины пролета.

Но при таком построении стропила испытывают значительные изгибающие нагрузки. Для их компенсации или берут стропила большего сечения или врубку коньковой части делают так, чтобы их частично нейтрализовать. Для придания большей жесткости в верхней части с обоих сторон прибивают деревянные или металлические накладки, которые надежно скрепляют вершину треугольника (тоже смотрите не картинке).

На фото также показано, как дорастить стропильные ноги для создания свеса кровли. Делается врубка, которая должна выходить за пределы линии, проведенной от внутренней стены вверх. Это необходимо, чтобы сместить место надреза и уменьшить вероятность надлома стропила.

Коньковый узел и крепление стропильных ног к подкладной доске при простом варианте системы

Для мансардных крыш

Вариант с установкой ригеля — используется при организации под крышей жилого помещения — мансарды. В этом случае он является основой для подшивки потолка расположенного ниже помещения. Для надежной работы системы такого типа, врубка ригеля должна быть безшарнирной (жесткой). Лучший вариант — полусковороднем (смотрите на рисунке ниже). В противном случае крыша станет неустойчивой к нагрузкам.

Стропильная система двухскатной крыши с приподнятой затяжкой и узел врубки ригеля

Обратите внимание на то, что в этой схеме присутствует мауэрлат, а стропильные ноги для повышения устойчивости конструкции должны выходить за пределы стен. Для их закрепления и стыковки с мауэрлатом делается врубка в виде треугольника

В этом случае при неравномерной нагрузке на скаты, крыша будет более стабильна.

При такой схеме почти вся нагрузка ложится на стропила, потому их необходимо брать большего сечения. Иногда приподнятую затяжку укрепляют подвеской. Это необходимо для предотвращения ее прогиба, если она служит опорой для материалов обшивки потолка. Если затяжка небольшой длины, ее можно подстраховать по центру с двух сторон досками, прибитыми на гвозди. При значительной нагрузке и длине таких страховок может быть несколько. В этом случае тоже достаточно досок и гвоздей.

Для больших домов

При значительном расстоянии между двумя наружными стенами устанавливается бабка и подкосы. Такая конструкция обладает высокой жесткостью, так как нагрузки компенсированы.

Стропильная система двухскатной крыши для большого пролета и узлы врубки конька и стропил

При таком длинной пролете (до 14 метров) сделать затяжку цельной сложно и дорого, потому ее делают из двух балок. Соединяется она прямым или косым прирубом (рисунок ниже).

Прямой и косой прируб для соединения затяжки

Для надежной стыковки место соединения усиливается стальной пластиной, посаженной на болты. Ее размеры должны быть больше размеров врубки — крайние болты вкручиваются в цельную древесину на расстоянии не менее 5 см от края врубки.

Для того чтобы схема работала нормально, необходимо правильно сделать подкосы. Они передают и распределяют часть нагрузки от стропильных ног на затяжку и обеспечивают жесткость конструкции. Для усиления соединений используются металлические накладки

Крепление подкосов для стропильной системы висячими стропилами

При сборке двухскатной крыши с висячими стропилами сечение пиломатериалов всегда больше, чем в системах с наслонными стропилами: точек передачи нагрузки меньше, следовательно на каждый элемент приходится большая нагрузка.

Положительные свойства вальмовой кровли

Преимущества возведения четырехскатной кровли можно оценивать только в сравнении с двускатной стропильной системой. В ее конструкции отсутствуют щипцы и фронтоны (вертикальные торцевые поверхности). Это помогает в разы уменьшать показатель такой категории, как сопротивление воздуха. Эта техническая особенность особенно актуальна в тех регионах, где часто присутствуют ветра с резкими порывами или ураганы. Если при оформлении кровли используются карнизные свесы, они при такой конструкции, как показала практика, держатся намного дольше и не разрушаются.

Около опорной балки конька у вальмовой крыши образуются угловые ребра. Они имеют высокую жесткость. Поэтому деформироваться скаты могут только при очень высокой механической или физической нагрузке. Нужно приложить колоссальные усилия для того, чтобы повредить вальмовую крышу.

Классическая вальмовая крышаИсточник rsm-dom.ru

Замечено, что в регионах с большим количеством осадков одноэтажный дом с вальмовой крышей – лучший из возможных вариантов возведения малоэтажных зданий. Площадь кровли у четырехскатной крыши больше, чем у двускатной кровли. Особенность конструкции каркаса такова, что она позволяет отвесы карниза спускать за пределы несущих стен. Таким способом часто при строительстве формируется козырек, который надежно защищает фасадную отделку от воздействия атмосферных осадков.

Четырехскатный каркас можно покрывать любым кровельным материалом, но строители предпочитают использовать для обозначенных целей мягкие по текстуре продукты.

Есть и минусы у описываемого выбора. У конструкции вальмовой крыши больше элементов, чем у простой двускатной. На ее создание уходит больше материалов, требуется большее количество времени. Собрать ее способен только опытный мастер. Его услуги стоят недешево. Все это увеличивает в разы конечную смету проекта. Это обстоятельство нужно обязательно учитывать.

Пространство под вальмовой крышейИсточник red-fasad.ru

Геометрия пространства под четырехскатной кровлей очень сложная. Это формирует определенные трудности при организации жилой мансарды. Если оно все же используется, и на крыше появляются мансардные, их во время дождя придется постоянно держать закрытыми. Иначе в комнате появятся большие лужи.

Площадь мансарды, организуемой в чердачном помещении вальмовой крыши, будет в два раза меньше той, что образуется под обычной двускатной кровлей.

Если в вальмовой крыше нужно будет сделать слуховое окно, то для его создания специалисты советуют выбирать конструкцию под названием «Летучая мышь».

Слуховое окно «Летучая мышь»Источник memphite.com

Как рассчитать ветровую нагрузку

В местностях, где дуют сильные ветра (например, в степных или прибрежных районах), особое внимание должно уделяться вопросу, как рассчитать стропила на крышу с учетом создаваемых этими ветрами нагрузок. 

Для этого пользуются следующей формулой:

W=Wo*k, где

Wo – нормативное значение ветровой нагрузки для конкретного ветрового района, которое можно найти в специальных таблицах;

k — коэффициент, позволяющий учитывать изменение ветрового давления в зависимости от высоты. Значение этого коэффициента также берется из таблицы, составленной с учетом местностей.

В таблице все местности разделены на две группы:

• открытые прибрежные районы, пустыни, тундры, степи и лесостепи;
• городские районы, лесные массивы и иные районы, территория которых равномерно покрыта препятствиями высотой не менее десяти метров. 

Методика вычисления расстояния между стропилами

Существует два варианта расчета:

• Инженерный расчет с использованием соответствующих формул и методик.
• Использование онлайн-калькуляторов, дающих ответ после внесения собственных исходных данных.

Первый способ годится только для профессионального проектировщика кровельных систем. Для неподготовленного человека выполнить подобные вычисления крайне сложно, поскольку нужны различные специфические данные, коэффициенты, табличные значения, которые сложно найти и надо правильно использовать. Расчеты, полученные с помощью онлайн-калькуляторов, также не рекомендуется применять для реального строительства, а использовать как вариант уточнения или проверки результатов расчета, выполненного специализированными организациями.

Монтаж кровлиИсточник tues.ru

В видео можно увидеть, какой должен быть шаг стропил:

Заключение

В заключение необходимо напомнить, что все проектные и расчетные мероприятия должны быть выполнены подготовленными и специально обученными специалистами. Шаг стропил – это важная и ответственная величина, определяющая несущую способность крыши. Разрушения, вызванные неспособностью принимать существующие нагрузки, достаточно серьезны и способны поставить под вопрос возможность проживания в доме, поэтому необходимо максимально серьезно отнестись к решению этого вопроса.

Влияние снеговой и ветровой нагрузки

Вес снега и воздействие ветра – существенные факторы при сборе нагрузок на стропила.

Помимо распределения снеговых масс по поверхности крыши (см. схему выше), необходимо учитывать среднестатистический снеговой покров по регионам. Выбирая известное значение, его добавляют к общей распределенной нагрузке.

При этом среднегодовое количество осадков влияет не просто на детали конструкции крыши, но и на саму ее форму. Подробнее о правилах выбора уклона крыши в зависимости от снеговой и ветровой нагрузки в нашей статье.

Для большинства регионов РФ нормальным считается угол наклона ската от 5 до 50 градусов, при этом малоуклонные (5…15 градусов) крыши предпочтительны для многоэтажных жилых домов с очень качественной гидроизоляцией, а для частных построек обычно выбирается угол 20…40 градусов.

Сечение

В перечисленных ситуациях мало уповать лишь на особенности конструкции как таковой. Здесь на помощь приходит такое понятие, как сечение доски или бруса (поперечные длина и ширина в разрезе). Данная величина определяется рядом характеристик, которые учитываются исходя из справочных данных. Стропильная доска или брус имеет сечение от 4х15 до 10х25 см. Если длина стропильной древесины вычисляется исходя из периметра строения, высоты крыши над чердачно-потолочным перекрытием и углами наклона скатов, то сечение – по длине стропильного элемента.

Расчётная схема крыши, учитывая пролёты между коньком крыши и стенами, позволяет прикинуть, какой толщины должен быть брус, чтобы он не прогибался и с годами не треснул под тяжестью людей, поднявшихся на крышу, ветра, осадков и веса кровли с обрешёткой и крепежом. Металлочерепица, кровельные профлисты, шифер и другое обладают своим весом на один элемент.

При покупке указывается эффективная и общая площадь листа определённого вида (или разновидности), его вес, толщина и материалы, из которых он изготовлен. Кроме покрытия под металлочерепицу, в простейших случаях используется кровля из деревянных (обрезных) досок, покрытых антисептической и негорючей пропитками и водостойким лаком (наподобие паркетного). Покрытие из металлических профлистов использует цинкование и/или окраску всего листа снаружи.

Обшивка, обрешетка, контробрешетка

Здесь сложно выполнить точные расчеты, не зная заранее о планируемых вариантах работ.

Но рассчитывать лучше на максимальную нагрузку, поэтому можно принять для вычислений:

• сплошную обрешетку из листов фанеры (толщина не менее 12 мм, вес около 6,5 кг/м.кв), OSB (та же толщина, вес примерно 7,7 кг/м.кв), гипсоволокно (толщина 12…12,5 мм, вес 12…14 кг/м.кв.);
• обязательную контробрешетку (вариант устройства кровли из металлочерепицы) из бруса 50х50 мм. Учитывая, что бруски набиваются не в сплошную, а с шагом 300…400 мм, вес контробрешетки на квадратный метр крыши можно принять примерно равным 3…4 кг;
• обшивка изнутри часто выполняется вагонкой, возможен вариант с обшивкой листами фанеры или OSB с последующей штукатуркой. В первом случае вес отделки будет примерно равен 6…11 кг/м.кв., во втором – 8…11 кг/м.кв. (с учетом слоя штукатурки, рассчитать вес которого можно здесь).

Сюда же следует приплюсовать вес крепежа – не менее полукилограмма на квадратный метр. Итог – 16…22 кг/м.кв.

Таким образом, для уже приведенных примеров (Подмосковье и Петропавловск-Камчатский) нагрузка на квадратный метр составит уже 195…312 кг/м.кв. и 516…592 кг/м.кв. соответственно.

Предварительные замеры и вводимая информация

Например, для проведения расчета объема листов металлочерепицы для крыши следует:

• по коньку или карнизу замерить ширину ската по горизонтали;
• от конька до карниза замерить длину ската.

При получении итога, можно рассчитать, сколько доборных элементов и крепежа уйдет на такое количество листов металлочерепицы.

Чтобы использовать калькулятор для расчета профнастила, надо ввести следующую информацию:

• тип кровли;
• длину и ширину дома;
• уклон кровли;
• тип профнастила;
• марку профнастила;
• тип утеплителя и паро-изоляционных материалов.

Расчет двускатной крышиИсточник sip-roof.ru

Двускатная крыша – сложная конструкция, требующая особого подхода и знаний, как в проектировании, так и в строительстве. Одни из основных затрат – это материал стропил, обрешетки, утеплительные, кровельные и гидроизоляционные материалы. Онлайн-калькулятор для такого вида поможет рассчитать примерную площадь кровли, количество требуемого стройматериала и избежать ненужных трат. Полученные при расчетах чертежи в 2D и 3D формате дают представление о Вашей кровле в будущем. Для этого нужны следующие сведения:

1. Размеры стропил с учетом нагрузки на крышу, шагов между стропилами и тип кровельного материала.
2. Размеры обрешетки.
3. Размеры покрытия кровли.

Видео описание

В видеообзоре предлагается инструкция по работе с бесплатным калькулятором расчета двускатной крыши с формированием параметров конструкции, чертежами и визуализацией 3D:

Программа автоматически проведет расчет по введенным параметрам. Программа онлайн-калькулятора высчитает величину предельной нагрузки на балки перекрытий строения, если внести сведения о материале древесины, пролете в сантиметрах, размерах и шаге балок.

Диаметр дымохода влияет на деятельность приборов для отопления. Дымоход подбирается с учетом сечения выходного патрубка котла, печных и каминных топок, изготовленных на заводе.

Онлайн-калькулятор поможет провести примерные расчеты параметры высот, диаметров дымохода и угла наклона крыши.

Онлайн калькулятор кровли

Чтобы узнать примерную стоимость кровли различных типов, воспользуйтесь следующим калькулятором:

Этапы расчета дымоходной системыИсточник sovet-ingenera.com

Заключение

Калькулятор расчета кровли – помощник для оценки Вашего будущего дома. Используя калькулятор, рассчитать количество материалов для возведения крыши и примерную стоимость работ сможет даже неподготовленный человек. Но надо помнить, что ключевое слово здесь – это «примерно», ведь калькуляторы – это по сути игрушки и никто не знает по каким формулам и допускам они делают расчеты. Поэтому их можно использовать для сравнения различных материалов, но никак не руководствоваться такими расчетами для проектирования – окончательную смету сможет посчитать только специалист.