Монтаж стропильной системы для односкатной крыши

Как сделать односкатную крышу – пошаговая инструкция

Итак, ниже приведена пошаговая инструкция по монтажу односкатной крыши своими руками. Следование всем пунктам позволит достичь желаемого результата, не прибегая к помощи дорогостоящих специалистов.

Проект и расчеты

Лучше всего сделать все расчёты на бумаге или компьютере. Это может быть и предварительная смета, и план-чертеж, и целый проект будущей крыши. К смете стоит прибавить 5% по материалам, так как они имеют свойство заканчиваться в самый неподходящий момент.

Если постройка не связана архитектурно с другим строением, стоит узнать её подветренную сторону. В местности, где выпадает большое количество осадков, устанавливают крышу с большим уклоном. При этом высокую часть фронтона нужно ставить с менее проветриваемой стороны. Это снизит парусность и уменьшит вероятность срыва крыши порывами ветра.

Мауэрлат односкатной крыши и фронтоны

Когда все уточнения внесены, начинают возводить фронтоны. Первое, что понадобится в таком случае – укладка мауэрлата. Мауэрлат это брус 100*150 мм, который выполняет функцию опоры для стропил и укладывается на армопояс сооружения. Если черновая кровля имеет ровное основание, возводят фронтоны самостоятельно. Это можно сделать при помощи того же бруса, выставив его вертикально через каждые 50 сантиметров в качестве подпорок для фронтонов. С нижней стороны брус привязывают к черновой крыше доской так, чтобы образовался треугольник.

Устройство стропильной системы односкатной крыши

На полученные фронтоны укладывают стропила. Для их монтажа подойдёт доска размерностью 50*150 мм или выше. При необходимости к стропилам ставят дополнительные стойки с лежаками и делают обвязку из стропильных ног. Ниже на фотографии показан пример крепления стропил к мауэрлату крыши.

Стропильная система односкатной крыши может быть висячей, когда стропильные ноги не опираются на дополнительные подпорки, а передают свой вес на несущие стены здания. Максимальное расстояние между стенами при таком монтаже должно быть не больше 5 метров. Если расстояние больше, то используют специальные подкосы или стойки, препятствующие прогибу стропил. При этом стропильная система будет носить название наслонной.

Шаг стропил односкатной крыши рассчитывается исходя из выбранного материала стропил. Ниже приведены общие рекомендации по выбору расстояния:

• Брус — шаг составляет от 1,5 до 2 метров;
• Одинарная доска — от 0,6 до 1,3 м;
• Спаренная доска — от 1 до 1,75 м.

На данный параметр способны влиять и размеры утеплителя, который укладывается между стропил. Для утеплителя, как правило, предусматривают небольшой натяг, чтобы после его укладки не оставалось никаких щелей. Это позволит избавиться от необходимости размещения второго слоя утеплителя, сэкономить средства исключить теплопотери.

Чем больше шаг между стропильными ногами, тем плотнее придется монтировать обрешетку. Это добавит прочности конструкции, но повысит ее стоимость. Фронтон односкатной крыши возводится, если высота стен недостаточна для того, чтобы закрыть все открытые участки крыши. При этом проводится такое же утепление, как и основной кровли, чтобы убрать все мостики холода.

Обрешетка односкатной крыши

После монтажа стропил приступают к креплению обрешетки крыши. Для неё подойдёт даже доска «дюймовка». Она укладывается поперёк стропил и выполняет роль крепёжной лаги для кровельного материала.

Монтаж пароизоляции и кровельного материала

На обрешётку укладывают пароизоляцию

Важно укладывать плёнку таким образом, чтобы накапливающийся конденсат мог свободно скатываться, не попадая внутрь помещения. Для этого предусматривается провисание пароизоляционной пленки. В последнюю очередь устанавливают кровельный материал

Технология его укладки может быть разной в зависимости от вида материала

В последнюю очередь устанавливают кровельный материал. Технология его укладки может быть разной в зависимости от вида материала.

Подытоживая, стоит сказать, что в последнее время односкатные крыши все чаще находят своих приверженцев во всем мире, так как позволяют реализовывать замысловатые архитектурные конструкции, ни в чем не уступающие другим видам крыш. Напоследок предлагаем посмотреть видео, на котором наглядно показано самостоятельное возведение односкатной крыши над пристройкой к дому.

Стропила из доски 50х100 на односкатной крыше. Методика вычисления расстояния между стропилами

Расстояние между стропилами на крыше получило название шаг стропил. Как правило, шаг стропильных ног в конструкции крыши обычно превышает один метр, а минимальный промежуток колеблется в пределах 60 сантиметров.

Расчет необходимого количества стропил для кровли определенной длины и шаг стропил производят следующим образом:

• до того, как рассчитать длину стропил. по карнизу крыши измеряют длину ската;
• полученную величину делят на выбранное расстояние между стропилами. Например, шаг составляет один метр, значит разделить надо на единицу, а если это 60 сантиметров, тогда делитель будет равен 0,6;
• затем к результату прибавляют единицу, и итог округляют в большую сторону.

Таким образом, путем несложных вычислений определяется количество стропил, которое нужно установить для обустройства одного ската крыши. После этого длину ската делят на полученное количество стропил, в результате чего получают значение межосевого промежутка между стропилами, называемое шагом.

Например, при протяженности кровельного ската, равного 25, 5 метра и шаге длиной 0,6 метра вычисление выполняется следующим образом:

25,5: 0,6 = 42,5 + 1= 43,5, после округления до ближайшего целого числа результат составит 44 – столько стропил потребуется для ската крыши.

Далее для определения расстояния между осями стропил надо 25,5: 44 = 0,58 (метра).

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.

Шаг для различных кровельных материалов

Под металлочерепицу

Кровля из металлочерепицы является сегодня одной из самых распространенных для строительства крыш частных домов.

Этот материал, являющийся имитацией натуральной керамический черепицы, перед своим оригиналом имеет много преимуществ:

• металлочерепица отличается малым весом и для нее не требуется устраивать усиленную стропильную систему;
• малый вес существенно упрощает монтаж металлочерепицы и процесс монтажа происходит намного быстрее.

Небольшая масса листов металлочерепицы позволила сделать более простым соблюдение большинства параметров каркаса.

Например, можно существенно снизить толщину основного материала, на обрешетке уменьшить сечение брусьев, шаг установки стропильных ног сделать больше.

Если предстоит в качестве кровельного материала использовать металлочерепицу, то интервал установки стропил может быть в диапазоне 0,65 – 0,90 см.

Сечение стропильной ноги при этом составляет 150 х 50 мм.

Здесь не рекомендуется увеличение расстояние между стропилами, если используется обрешетка из бруска сечением 30 х 50 мм.

В общем же конструкция стропил под укладку листов металлочерепицы от любой другой конструкции принципиально не отличается.

Под профнастил

Пари устройстве крыши из профнастила рекомендуется стропила устанавливать на расстоянии друг от друга в диапазоне 0,6 — 0,9 метра.

Можно делать, конечно, и больше 90 см, но в таком случае придется использовать поперечные балки большего сечения, чтобы стропильная конструкция была устойчивой.

А под профнастил в качестве обрешетки используется доска сечением 30 х 100 мм.

Монтируют доски обрешетки обычно на расстоянии друг от друга в 50 см.

Величина расстояния зависит от того, какую толщину и высоту будет иметь используемый материал.

Следует помнить при устройстве обрешетки, что самая крайняя доска, которая укладывается на карнизе, должна иметь толщину на 10 — 15 мм больше, чем у рядовых досок.

Под шиферную кровлю

Несмотря на то, что много нового кровельного материала появилось в последнее время, до сих пор одним из самых востребованных остается асбестовый шифер.

Поскольку вес у этого материала значительный, то под него выбирают стропильные ноги, имеющие сечение 50 х 100 и 50 х 150 мм.

Расстояние между стропилами под шифер выбирается 60-80 см.

Для изготовления обрешетки используется доска сечением 25 х 100 мм или брус сечением 50 х 50 мм.

А вот интервал между досками обрешетки зависит от угла наклона скатов.

Если уклон невелик, то лист опирают на 4 бруска.

Под мягкую кровлю

С расстоянием между стропилами при укладке мягкой кровли поступают проще всего: его делают таким, чтобы между ними мог поместиться выбранный вами утеплитель.

Поскольку обрешетка под мягкую кровлю устраивается сплошная.

Из фанеры или доски.

И стропильные ноги оказываются надежно скрепленными между собой.

Схема расчета шага стропил

По строительным нормам шаг стропил крыши располагается в интервале 0,6 – 1 метр. Окончательный его расчет выполняют по несложной формуле в зависимости от общей длины крыши. Для расчета необходимо выполнить следующий перечень действий:

1. определить, какое расстояние должно быть между стропилами для ваших конкретных условий строительства. По справочнику определяется величина ветровых и снеговых нагрузок в местности.
2. длина крыши делится на желаемое расстояние, прибавив единицу. Полученный результат будет равен количеству стропильных ног, которые устанавливаются на одном скате кровли. В том случае, если величина не является целым числом, её округляют.
3. длина крыши делится на рассчитанное выше количество стропил, получаем окончательный шаг в метрах.

Например, при наклоне ската в 30 градусов максимальное расстояние между стропилами двускатной крыши под металлочерепицу составляет 0,6 мера. Длина предполагается равной 16 метров. Следовательно:

1. 16:0,6+1=27,66;
2. округлив результат, получим 28 стропил на один скат;
3. 16:28=0,57 метра – межосевой промежуток стропильных ног для данных конкретных условий.

Как видно, технология расчета не сложна, но это лишь примерная схема. Учет многих других указанных выше параметров может внести определенные коррективы.

Расчет угла наклона

Приняв во внимание все вышеперечисленные факторы, следует определиться с тем, какой угол наклона будет оптимальным для конкретной ситуации. В первую очередь, собираясь построить дом нужно посмотреть, какой угол наклона крыши у соседей, ведь климатические особенности на одной территории одинаковые

Также важно определить, как будет использоваться чердачное помещение. Если нужно создать еще одну или несколько жилых комнат, тогда высота крыши будет большей, чем минимально допустимая

Существует несколько видов крыш из профлиста:

• Малоуклонные (14° и меньше). Вертикальный нахлест материала составляет 20 см, а стык выполняется в три волны.
• Среднеуклонные (15-30°). Нахлест по вертикали делается в 15-20 см и перекрытие в 1 или 2 волны.
• Крутоуклонные (30° и выше). Минимальный нахлест — 10-15 см, а перекрытие — в одну волну.

Как видно, уклон крыши влияет также и на расход кровельного материала. Если учесть все строительные нормы и правила, а также правильно определить снеговые и ветровые нагрузки, можно создать оптимальный угол наклона кровли для строящегося здания.

Варианты установки стропильной системы для односкатной крыши

Чтобы опора была надежной можно воспользоваться:

• Двумя несущими стенами из бетона, кирпича или дерева. Их высота должна различаться. Мауэрлат выступает в качестве опоры. Его укладывают двумя полосами, несвязанными между собой;
• Бетонным поясом с арматурой. Его проектируют отдельно и строят, когда возводят стены. Одна несущая из подходящего материала плюс опоры напротив. Для навесов или пристроек. Применяются кронштейны из стали. Они прикручиваются к стене;
• Парой рядов опор из дерева, бетона или кирпича. Пятки должны устанавливаться на часть обвязки. Они могут одновременно стать элементами для обшивки и стен каркаса.

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.

Факторы, влияющие на выбор уклона

Некоторые считают, что угол наклона связан лишь с желанием заказчика и архитектурной задумкой. На самом деле, существуют две группы факторов, от которых зависит минимальный уклон:

• Климатические условия.
• Особенности кровельного материала.

Климатический фактор

Есть несколько особенностей климата, которые могут существенно повлиять на угол наклона:

• Снеговая нагрузка. В отличии от дождя, снег очень часто задерживается на поверхности крыши. Если в местности может выпасть метр и более снега, то сложно представить, какой должна быть мощной кровля, чтобы выдерживать такую массу, если она не будет скатываться вниз. Чем больше угол наклона, тем вероятнее, что под своим весом снеговая масса сползет вниз. Вряд ли кому-то захочется зимой чистить не только двор, но и крышу от снега. Поэтому в таких регионах могут быть конструкции с уклоном кровли и 40° и выше.
• Дождевые осадки. Чем больше нагрузка от дождей в территории, тем более крутой создают угол наклона крыши. Чем дольше вода остается на кровле, тем больше вероятность того, что со временем она крыша начнет протекать. Если делать уклон кровли меньше 12°, нужно все стыки кровельного материала тщательно герметизировать, а нахлест листов делать больше.
• Ветровая нагрузка. Если предыдущие факторы говорили в пользу крутых крыш, то в территориях с сильными и порывистыми ветрами наоборот советуется делать уклон кровли небольшим. Это позволит уменьшить парусность конструкции. Если регион подвергается сильным ветрам, крышу лучше создать под углом 15-25°, не более. В случаях же вероятности ураганных ветров, угол наклона может и вовсе составлять 8° и меньше. Однако, это не значит, что можно вообще делать конструкцию плоской, так как она тоже не устоит перед сильным ураганом.

Интервалы, между стропилами используемые под разные типы кровельных материалов

Осуществляя расчет шага ноги стропил необходимо учитывать характеристики и размеры кровельного материала. Наиболее популярными можно считать такие виды кровли:

• профнастил;
• керамическая черепица;
• металлочерепица;
• ондулин;
• шифер.

Данные виды кровли используют для монтажа крыш жилых домов, бань, хозяйственных построек. Для каждого типа кровли и формы крыши, односкатной, двухскатной или иной используется определенный промежуток между стропилами.

Профнастил

Профнастил современный долговечный материал, изготовленный из оцинкованного листа, сформированного в определенный профиль. Материал легкий, прочный. При его использовании расчет расстояния между рядом стоящими стропилами составляет 60-90 сантиметров. Большее расстояние возможно, только если есть скрепляющая стропила доска большого сечения. Обрешетка для профнастила делается из доски тридцатки, монтируется через 50 см друг от друга, если угол крыши 15°, профлист укладывают на обрешетку, устланную без промежутков.

Шаг стропил под профнастил не зависит от его марки. Так, С44 самый тяжелый материал крепят на обрешетку с пролетом 30 см, но шаг стропил при этом не меняется.

Керамочерепица

Расчет шага стропильных балок под керамочерепицу, материала большого веса, дорогостоящего, несколько отличается от прочих. Для материала вес, которого велик, используют только просушенные прочные балки сечением 50х150, 60х180 см. Оптимальные, принятые за стандарты расстояния между стропилами составляют от 80 до 120 см. Выбор интервала зависит от уклона и типа крыши. Расчет необходимо производить с учетом длины стропильной балки. Для самого длинного стропила требуется минимальный шаг и наоборот малая длина стропила позволяет использовать шаг максимальной ширины.

Металлочерепица

Металлочерепицу можно смело назвать лидером среди всех кровельных материалов. Ее используют для сложных, вальмовых, щипцовых, шатровых, односкатных крыш. Монтаж ее намного проще керамической черепицы. Металочерепицу можно положить на старую крышу, заменить керамочерепицу, шифер, используя при этом старый шаг. Металлочерепица вести меньше в 10 раз, поэтому используют балки меньшего сечения 50х150, шаг между стропилами составляет от 60-90 см, стандартные величины. Особенно удобно утеплять такую крышу, включив в расчет ширину рулонного или листового утеплителя.

Ондулин

Этот вид мягкой кровли становится все более популярным, легкий, удобный в монтаже, прочный и долговечный. Листы ондулина крепятся в нахлесток на обрешетку 40х50 из досок хвойных пород деревьев (шаг 60 см).

Шаг стропильных ног при этом от 60 до 90 см. Балки нужны сечением 50х150 или 50х200.

Шифер

Шифер широко используется для покрытия хозяйственных построек, бань, домов, гаражей. Поэтому, какое должно быть расстояние между стропилами при использовании этого кровельного материала знают многие. Использование именно этого материала создало систему шага стропил 60-80, обрешетки 50х50. Обрешетку делают из брусков 50х50 или тридцатой доски в зависимости от ската. Для пологой односкатной крыши используется шаг обрешетки 45 см, для двускатной – 65 см.

Расстояние между стропилами для двускатной крыши

Двускатная кровля встречается намного чаще, чем крыша односкатная.

И объяснить такую популярность просто: конструкция очень проста, но при всей простоте двускатная крыша отличается своей надежностью.

Ее конструкцию легко подстроить под любые климатические условия и любой кровельный материал.

При расчете шага стропил двускатной кровли, все выполняют по общей системе расчета (см. выше).

Если скаты имеют одинаковую длину, то достаточно выполнить расчеты для одного ската.

Если же скаты разной длины, то расчет выполняют для каждого ската.

Следует помнить, что предельные значения шага стропильных ног 70 и 120 см.

Как различаются шаги стропил двускатной и односкатной крыш

Каждый тип крыши имеет свою прочность. От того какой запас прочности следует закладывать при монтаже того или иного типа крыши зависит шаг стропильных балок.

Односкатные конструкции крыш, которые характерны для простых построек хозяйственного назначения, делают из брусьев, укрепленных на стены. Расстояние между стропилами крыши напрямую зависит от их длины

Важно также учитывать сечение используемого бруса исходя из того, что чем длиннее промежуток, тем больше нагрузка

Длина (м)	Шаг (см)	Сечение (см)
около 3м	120	8 х10
3м	180	9 х10
около 4м	100	8 х16
4м	140	8 х18
около 6м	100	8 х20
6м	140	10х20

Двускатная система, к которой относятся щипцовая, шатровая, вальмовая и прочие конструкции всегда монтируют с теплоизоляцией. Стандартный шаг для подобных крыш равен 1- 1,2 метра. В каждом конкретном случае расчет выполняется с учетом, как уже говорилось веса кровельного материала и прочего, за основу берется СНиП 2.01.85, в котором рассматриваются все виды нагрузок и воздействий. Шаг вычисляется по обычной схеме, приведенной выше. Обязательно учитывается угол наклона. Угол в 45° позволяет использование всех видов кровли. При одинаковых скосах крыши вычисляют шаг одной стороны.

Техника безопасности

Поскольку возведение крыш и устройство кровель происходит не на земле, здесь присутствует такой фактор опасности, как высота. Высотой считается 3 и более метра.

При работе на высоте: 

• Работать при ветре и атмосферных осадках нельзя.
• Нельзя ничего сбрасывать вниз, особенно не глядя.
• Лестницы должны быть оборудованы в своей опорной части противоскользящими устройствами.
• Необходимо максимально избегать применение электроинструмента с приводом через шнур. Надо использовать электроинструмент с аккумуляторами.
• Все подготовительные работы, раскрой и резку любых материалов максимально перенести вниз.
• Не захламлять место работы. Всегда помнить, что на высоте место всегда ограничено и его всегда мало.
• При работе нельзя двигаться спиной вперед, так как сзади может оказаться пустота.
• Иметь и использовать защитные перчатки, очки и обувь.
• Хождение по уложенной кровле строго по нижним волнам и в мягкой, противоскользящей обуви. 
• Не начинать работу без наличия на рабочем месте медицинской аптечки первой помощи.

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 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.

Как учитывается угол наклона при расчете стропильной системы

Расчет состоит из нескольких этапов, каждый имеет свои требования и учитывает определенные условия.

Шаг 1. Расчет нагрузки на погонный метр стропильной ноги. Мы уже упоминали, что от показателей угла наклона во многом зависит распределение усилий. Стропильная нога условно принимается за балку с двумя или несколькими точками упора, от угла наклона зависят значения продольных и поперечных усилий. Каждое отдельное усилие определяется после построения эпюры как катет прямоугольного треугольника. При этом угол наклона играет важную роль, именно его значение синусов, косинусов и тангенсов используются для определения нагрузок.

Разложение нагрузки на стропила на вертикальную и горизонтальную составляющие

Для расчета суммарной нагрузки нужно расстояние между точками упора стропильных ног умножить на расстояние между стропильными ногами и на суммарную нагрузку. С учетом значения этой силы строится эпюра. Но на практике расчеты по эпюрам не нужно делать, в СНиПе есть таблицы с готовыми данными.

Шаг 2. Определение площади сечения пиломатериалов, используемых для изготовления стропильных ног. Это очень важный этап расчетов. Исходные данные надо брать из ГОСТа 24454-80, прочность материалов дана с учетом вида древесины. Для стропильных ног универсальными считаются доски толщиной 50 мм, ширина подбирается в зависимости от ранее рассчитанных нагрузок.

Таблица размеров и других параметров стропил

С учетом величины угла наклона по формулам рассчитывается ширина доски, исходные данные – толщина стропилины.

Оптимальный шаг и сечение стропил под металлочерепицу

Имейте в виду, что максимальная длина стропилины – это не общая длина, а расстояние между соседними упорами. Упорами смогут быть как вертикальные стойки, так и раскосы или различные стяжки.

Элементы стропильных систем

Еще раз напоминаем, что во время расчетов параметров стропилины надо брать максимальное расстояние, одна нога может иметь несколько опорных точек. Этот общий подход используется для расчетов на прочность любых конструкций, всегда берется самое слабое и наиболее нагруженное место. Только так можно с достаточным запасом прочности и устойчивости спроектировать стропильную систему.

Во время непосредственного строительства кровельщики могут увеличивать количество упоров или уменьшать расстояние между ними и за счет этого дополнительно повышать устойчивость конструкции. Но категорически запрещается уменьшать количество опорных элементов или увеличивать расстояние между опорными точками. Такие действия обязательно приведут к деформации крыши. Она может случиться как сразу после окончания кровельных работ, так и через несколько лет после начала эксплуатации здания.

Монтаж стропильной системы двухскатной крыши должен производиться по проекту

На основании расчетов определяется минимальная ширина доски для стропил при толщине 50 мм с учетом оптимального угла наклона скатов. Это значение никогда не будет стандартным, окончательно выбирать доску нужно с запасом по ширине. К примеру, если у вас получилось 90 мм, то доску надо брать 100 мм, если 120 мм, то ширина стропильной ноги должна быть 150 мм. За счет такого подхода компенсируется возможное уменьшение прочности пиломатериалов. Дело в том, что в мире не существует двух досок с полностью одинаковыми свойствами. На механическую прочность оказывает влияние огромное количество факторов, не поддающихся расчетам. Никто не знает, сколько именно трещин или сучков будет иметь доска на расчетном участке, есть ли заболонь или иные пороки развития древесины, как она сушилась, какие допуски по толщине и ширине и т. д.

Еще один момент – одна и та же доска изменяется свою прочность в зависимости от влажности, температуры наружного воздуха и времени эксплуатации.

Деформация древесины

Мера усадки и деформации симметричной доски зависит от распиловки

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 двускатной крыши, 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.

Какой должен быть уклон крыши из профнастила – параметры для расчета угла наклона кровли

Профнастил – это довольно практичный материал, подходящий для использования в качестве кровельного материала применительно к любым постройкам. Профилированные листы отличаются надежностью, стойкостью к коррозии и длительным сроком службы, который при нормальных условиях эксплуатации может превышать 25 лет.

Одним из важнейших факторов, влияющих на долговечность конструкции, является угол наклона кровли из профнастила. Расположив скаты кровли под правильным углом, можно обеспечить самостоятельный отвод воды и снега с их поверхности. В данной статье речь пойдет именно об уклоне крыши из профнастила.