Разложить по полочкам»: размеры элементов стропильной системы

Стропильную систему образуют не только стропильные ноги. В конструкцию входят мауэрлат, стойки, подкосы и другие элементы, размеры которых строго стандартизированы. Дело в том, что составляющим стропильной системы полагается выдерживать и распределять определённые нагрузки.

Элементы стропильной системы простой двускатной крыши — это стропила, прогон (коньковая доска), стойки, лежень, мауэрлат и подстропильные ноги (подкосы)

Мауэрлат

Мауэрлат — это конструкция из четырёх брусьев, соединяющая кирпичные, бетонные или металлические стены дома с деревянной несущей конструкцией крыши.

Брус мауэрлата должен занимать 1/3 места наверху стены. Оптимальное сечение этого пиломатериала — 10х15 см. Но существуют и другие подходящие варианты, например, 10х10 либо 15х15 см.

Главное, для создания мауэрлата не брать брусья шириной менее 10 см, так как они сильно подведут в вопросе прочности. А вот пиломатериал шириной более 25 см в надёжности сомнений не вызовет, однако будет давить на дом так, что тот в скором времени начнёт разрушаться.

Мауэрлат должен быть уже стены, иначе он будет оказывать на стены чрезмерное давление

Идеальная длина бруса для основания под стропильную систему равна длине стены. Соблюсти это условие не всегда получается, поэтому мауэрлат позволительно сооружать и из отрезков полностью или хотя бы примерно одинаковых по длине.

Лежень

Лежень выступает элементом стропильной системы, который находится в лежачем положении и служит основанием для стойки (бабки) несущей конструкции кровли.

В качестве лежня обычно берётся брус такого же сечения, как и мауэрлат. То есть оптимальный размер горизонтального элемента на внутренней несущей стене — 10х10 или 15х15 см.

Размером лежень не отличается от мауэрлата

Коньковый брус

Из-за размеров конькового бруса, в который стропила упираются верхним концом, вес крыши не должен выходить за допустимые рамки. Это значит, что для конька требуется брать брус довольно прочный, но нетяжёлый, чтобы под его давлением не прогнулись другие элементы несущей конструкции кровли.

Наиболее подходящий сосновый пиломатериал для конька крыши — это брус сечением 10х10 см или 20х20 см, как у стоек конструкции.

Коньковый прогон не должен быть толще стойки стропильной системы

Кобылка

Кобылка — это доска, удлиняющая стропило, если оно недопустимо короткое.

При использовании кобылок стропильные ноги обрезают вровень с наружной стеной. А доски, удлиняющие их, подбирают таким образом, чтобы они образовывали необходимый свес крыши и были не толще самих стропил.

К длине кобылки обязательно добавляют лишние 30–50 см, которые уйдут на совмещение стропила с дополнительной доской и сделают соединение каркаса и свеса кровли максимально крепким.

По толщине кобылка уступает стропильной ноге

Стойки

Стойка — это то же самое, что и центральная опора. Высоту вертикального бруса в стропильной системе принято находить по формуле h = b1xtgα – 0,05. h — это высота стойки, b1 – половина ширины дома, tgα – тангенс угла между стропилом и мауэрлатом, а 0,05 — это примерная высота коньковой балки в метрах.

Стойки рекомендуется создавать из брусьев сечением 10х10 см.

Главное требование к стойкам — устойчивость, поэтому в качестве них выбирают толстые, как лежень, брусья

Подкосы

Подкосом называется элемент стропильной системы, который под углом не менее 45° (по отношению к горизонтали среза стен) одним концом монтируется на стропиле, а другим — на затяжке, проложенной в направлении от одной стены дома к другой, вплотную к вертикальной стойке.

Длину подкоса определяют по теореме косинусов, то есть по формуле a² = b² + c² — 2 x b x c x cosα для плоского треугольника. a обозначает длину подкоса, b — часть длины стропила, c — половину длины дома, а α – угол, противолежащий стороне a.

Длина подкоса зависит от длины стропила и дома

Ширина и толщина подкосов должна быть идентична этим же размерам у стропильной ноги. Это значительно облегчит задачу по закреплению элемента в каркасе кровли.

Затяжка

Затяжка устанавливается у основания стропильной системы и играет роль балки перекрытия. Длина этого элемента определяется протяжённостью здания, а его сечение не отличается от параметра стропильных ног.

Затяжка по-другому может называться потолочной лагой

Скользящая опора для стропил

Скользящая опора или элемент стропильной системы, позволяющий ей приспосабливаться к изменению конфигурации, должен характеризоваться следующими параметрами:

  • длина — от 10 до 48 см;
  • высота — 9 см;
  • ширина — 3–4 см.

Размер скользящей опоры должен позволять хорошо фиксировать стропила на основании кровли

Доски или брусья для стропил

Размер досок, которые станут стропилами крыши с симметричными скатами, определить нетрудно. В этом поможет формула из теоремы Пифагора c² = a²+ b², где c выступает в качестве необходимой протяжённости стропильной ноги, a обозначает высоту от основания кровли до конькового бруса, а b — ½ часть ширины здания.

Параметры стропил, отличающихся асимметрией, тоже узнают по формуле Пифагора. Однако показателем b в этом случае будет уже не половина ширины дома. Это значение для каждого ската придётся измерять отдельно.

По формуле Пифагора можно вычислить как длину стропил, так и высоту стойки

Стропилами обычно становятся доски толщиной от 4 до 6 см. Минимальный параметр идеален для строений хозяйственного назначения, например, гаражей. А стропильную систему обычных частных домов создают из досок толщиной 5 или 6 см. Средний показатель ширины главных элементов несущей конструкции кровли — 10–15 см.

При большом шаге и значительной длине сечение стропил непременно увеличивают. Допустим, когда расстояние между ногами несущей конструкции крыши достигает 2 м, для стропил выбирают сечение 10×10 см.

На длину стропила влияет степень наклона кровли и протяжённость пространства между стенами, расположенными друг против друга. С увеличением уклона крыши длина стропильной ноги растёт, как и её сечение.

Размер стропил обусловлен величиной зазора между ними

Таблица: соответствие длины стропильной ноги её толщине и шагу

Длина стропильной ноги (м) Пространство от одного до другого стропила (м)
1,1 1,4 1,75 2,13
Толщина стропила (мм)
Бруски Брёвна Бруски Брёвна Бруски Брёвна Бруски Брёвна
До 3 80×100 Ø100 80×130 Ø130 90×100 Ø150 90×160 Ø160
От 3 до 3,6 80×130 Ø130 80×160 Ø160 80×180 Ø180 90×180 Ø180
От 3,6 до 4,3 80×160 Ø160 80×180 Ø180 80×180 Ø180 100×200 Ø180
От 4,3 до 5 80×180 Ø180 80×200 Ø200 100×200 Ø200
От 5 до 5,8 80×200 Ø200 100×200 Ø220
От 5,8 до 6,3 100×200 Ø200 120×220 Ø240

Угол стропила

Величину угла стропила определяют по формуле α = Н / L, где α – это угол наклона кровли, Н — высота конькового бруса, а L — половина пролёта между противоположными стенами дома. Полученное значение переводят в проценты по таблице.

Как будут наклонены стропила, зависит от двух показателей — высоты конька и ширины дома

Таблица: определение угла стропила в процентах

Результат деления H на L Перевод значения в проценты
0,27 15°
0,36 20°
0,47 25°
0,58 30°
0,7 35°
0,84 40°
1 45°
1,2 50°
1,4 55°
1,73 60°
2,14 65°
Читайте также  Крепление стропил к мауэрлату

Какие есть альтернативы брусу и доске для стропил в доме?

На самом деле альтернатив крайне мало: деревянные двутавровые балки и ферменные конструкции (деревянные фермы).
Первые хороши на длинных пролетах, имеют высокую несущую способность. Размер (высота) стропильной ноги из двутавров может достигать 300х400 мм. Это и плюс и минус. Плюс использования — укладывай утеплителя в нее сколько удобно -тепло, и заливай на кровлю хоть бетон — все выдержит.
Минус — может не подходить под некоторые архитектурные стили.

Ферменные конструкции всем хороши кроме цены. Причем эта цена вылезает на всех этапах — производство фермы, транспортировка фермы, установка фермы кранами. Очень накладно.

Высокое качество материала.

Нельзя скупиться и при выборе материала для стропил. Рекомендуется, чтобы дерево для стропил было следующим:

  • Сорт древесины, как правило, выбирается в диапазоне 1-3, причём количество трещин и сучков должно быть минимальным.
  • Несущие элементы изготавливают из деревянных деталей, толщина которых от 5 см, а площадь от 40 см2.
  • Длина хвойных досок не превышает 6,5 м, а лиственных – 4,5 м.
  • Прогоны, подушки и мауэрлат делаются из твердых лиственных пород дерева, а впоследствии обрабатываются антисептиком.

Размеры стропил

Выбор сечения и длины стропильных элементов крайне важен. Все стропильные ноги должны создаваться одной длины и толщины, которые зависят от шага стропил и ожидаемой нагрузки на них. Материалами для стропил служат бревна, брус или доски. К минусам стропил из бревна относят их немалый вес и необходимость делать сложные врубки для креплений, что существенно ослабляет несущие способности конструкции. Брус больше подходит для изготовления стропил, но стоит он дороже досок.

Важно! Для стропил наиболее оптимальным вариантом является уже вылежавшийся некоторое время брус: он не меняет формы после строительства кровли, что обеспечивает устойчивость конструкции. Используют брус шириной 10–15 см, при этом его толщина должна быть около 5 см.

Стропильные ноги из доски – наилучший выбор, данный материал очень популярен и активно используется для создания боковых стропильных ног. Из доски также удобно делать боковые стропила удлиненного типа и прочные накосные стропильные ноги.

Толщина доски весомо влияет на ее характеристики. Обычная доска, пригодная для изготовления стропил, имеет толщину 40-60 мм.

Важно! Стоит отметить, что при строительстве кровли на хозяйственных постройках лучше брать доску толщиной 40 мм, это поможет снизить затраты. При возведении крыши жилого дома этот параметр не должен быть ниже 50 мм.

Ширина стропильной доски выбирается в зависимости от длины перекрываемого проема – чем больше длина стропильной ноги, тем шире нужна и доска для ее производства. Когда длина стропил не превышает 6 метров, для их изготовления можно брать доску шириной 150 мм – то есть минимальный размер сечения стропила для крыши жилого дома равен 50×150 мм. Если стропильная нога больше 6 метров, то по ширине доска должна быть не меньше 180 мм. Удлиненную ногу изготовляют из сплоченных досок, ширина которых составляет 150 мм.

Еще один немаловажный параметр – сечение стропил. Оно зависит от нагрузок на крышу: как от внешних погодных, так и от тяжести самой стропильной системы. Также на расчет сечения влияет угол наклона ската, ширина здания и длина перекрываемого проема. Для вычислений используют специальные формулы и таблицы, есть множество соответствующих компьютерных программ. Определив значение сечения стропильных ног, стоит обратить внимание на особенности установки данной конструкции.

Стропильная система вальмовой крыши

Наиболее сложной в строительстве считается стропильная система вальмовой крыши. Данный вид называют четырехскатной, так как кровля образуется не только боковыми, но и дополнительными торцевыми скатами, где установка стропил осуществляется не на конек, а на угловые тетивы. Это предъявляет особые требования к организации кровельного каркаса.

Под вальмовой крышей мансарду устраивают не часто. Это связано с небольшим углом наклона стропил и кровли в целом. В случае увеличения угла скатов к горизонту, расстояние между стропилами увеличивают, при уменьшении — наоборот. Дополнительным аспектом расчета служит и используемый кровельный материал.

На чем основываются расчеты?

При проведении расчетов учитываются четыре главных показателя:

  • нагрузка на квадратный метр крыши;
  • конструктивные особенности кровельного материала;
  • длина пролета между опорами;
  • угол монтажа стропильной ноги.

Наиболее важным является расчет максимальной нагрузки на крышу, состоящей из:

  • веса стропил,
  • веса обрешетки,
  • веса кровельного материала и утеплителя,
  • снеговой нагрузки (справочная информация, уникальная для каждого региона),
  • ветровой нагрузки (тоже справочная информация),
  • веса человека (при необходимости ремонта или чистки, 175 кг/кв.м).

Варианты решения задачи

Казалось бы, самый простой вариант решения – найти в интернете программу для расчета, заложить в нее данные, попить чайку, получить готовый расчет и радостно побежать покупать необходимые пиломатериалы.

Вариант, безусловно, хорош. Но программа не учитывает особенностей конкретной крыши:

— формы (крыша может быть, например вальмовой);

— необходимости устройства дополнительной обрешетки (например, для монтажа ендовы);

— необходимости оформления мест прохождения труб через кровлю.

В связи с этим наиболее рациональным вариантом остается самостоятельный расчет.

Как наращиваются стропила?

Во время создания качественной и большой по размеру крыши нередко требуется значительные по длине стропила. Чтобы их получить, требуется наращивать несколько элементов. Для этого используются разные способы:

  • обычно выбирается метод, предполагающий сплотить доски, для чего они складываются друг с другом, причем именно широкими сторонами, после чего сшиваются, для чего используются гвозди;
  • укладка досок с небольшим сдвигом, причем обычно он делается в половину длины, что позволяет сделать действительно длинные стропила, обладающие хорошей прочностью;
  • создание косого среза, располагающегося на торцах элементов, но до создания среза надо делать противоскользящий упор по вертикали, после чего формируется сквозное отверстие, позволяющие осуществить стяжку элементов болтами.

Таким образом, грамотное наращивание стропил дает возможность получить оптимальную по размерам стропильную ногу, используемую для формирования надежной и прочной стропильной конструкции.

Калькулятор расчета деревянных стропил крыши

Длина (L1)м.
Угол наклона (P)град.
Гибкость стропилины
Расчет по прочности:
Gстропил.(кг./м. 2)(
Rтреб(кг./м. 2)
Запас(%)
Расчет по прогибу:
Fстропил.(см.)
Fmax(см.)
Запас(%)

Инструкция к калькуляторуИсходные данныеУсловия эксплуатации:Срок службы — здесь указывается срок, на протяжении которого конструкции должны исправно работать.Про остальные параметры (длины (L и L0), шаг стропил (K), высоты крыши (Н, Н1 и Н2)) и так все понятно. Здесь просто нужно смотреть на рисунок.Характеристики стропилин:Для справки, стропилина — это одна из досок стропил.Материал — здесь выбирается порода дерева, из которой будут изготовлены стропилины, а впоследствии и стропила.Ширина (B) и высота (D) — размеры сечения стропилины.Сорт древесины — здесь выбирается сорт древесины, из которого будут изготовлены стропилины.Пропитка — ставится «Да», если древесина будут подвержена глубокой пропитке антипиренами под давлением.Нагрузка:По СНиП «Нагрузки и воздействия» нагрузка на стропила может быть неравномерной. Другими словами, стропилина слева может быть нагружена больше, чем стропилина справа (подробнее об этом в статье: сбор нагрузок на кровлю и стропила). Поэтому, если рассчитывается лишь одна стропилина, то нормативные (qн) и расчетные (qр) нагрузки берутся максимальные (в нашем случае слева). А если расчет стропил крыши производится так, как в случае с затяжками (когда рассчитывается стропило целиком), то нужно указывать и нагрузки слева (qн1, qr1) и нагрузки справа (qн2, qr2).РезультатДлины (L1 и L2) — расчетные длины стропилин.Углы наклона (P, P1 и P2) — углы наклона стропил и подкоса. В случае с подкосом угол наклона Р2 желательно делать в пределах 45-53°.Реакции (VA, VB и VC) — реакции, возникающие на опорах.Усилия (NA, NC, ND и NE) — усилия, возникающие в затяжке.Гибкость стропилины — параметр необходимый для расчета стропил на сжатие.Расчет по прочности:Gстропил. — напряжение, возникающее в стропилах.Rтреб — требуемое расчетное сопротивление древесины. Если возникающее напряжение превышает его, то стропилы по прочности не проходят. В этом случае нужно, либо уменьшать шаг стропил, либо увеличивать их сечение.Запас — в случае, если Gстропил.>Rтреб, то здесь показывается на сколько превышено напряжение в стропилах; в противном случае (Gстропил. Запись опубликована в Калькуляторы, Крыша и кровля, Строительные калькуляторы. Закладка ссылка.

Добавить комментарий Отменить ответ