Онлайн калькулятор расчета односкатной крыши, угла наклона ската и количества обрешетки

Конструкция стропильной системы двухскатной крыши ‒ Основные элементы кровли

Конструкция стропильной системы двухскатной крыши, состоит из множества элементов. Монтаж следует начать только, после подробного изучения каждого из них, а также, правильного определения, оптимального их сечения. Поэтому, далее, мы подробно разберем каждый элемент, кровельного сооружения…

Стропильная система двухскатной крыши ‒ Мауэрлат

Во время монтажа элементов, под металлочерепицу или другого покрытия, рекомендуется использовать брусы, с сечением 150 на 150 или 200 на 200 мм. Именно такие размеры, позволяют более качественно распределить нагрузку. Далее, требуется определиться с способом закрепления конструкции. Он зависит от стройматериала стен здания. Существует несколько, оптимальных вариантов фиксации:

Схема крепления мауэрлата к стене

1. Каркасные, брусовые или бревенчатые стены, как правило, не требуют установки мауэрлата. Например, в каркасном здание, опорой для стропильных ног, служит верхняя обвязка стен. А вот у дома из бруса или бревна, мауэрлатом является, верхний венец. И в первом, и во втором случае, главное, выполнить грамотно и надежно, закрепление элементов к стенам.
2. При сооружение кровли на зданиях из легких бетонов, нужно дополнительное обустройство. К легким бетонам, относят следующие стройматериалы: пенобетон, шлакобетон, керамзитобетон и т.п. Подобные стены быстро разрушаются, если опереть на них крышу, не равномерно. Для равномерного распределения нагрузки, требуется, по обрезу стен, провести заливку монолитного железобетонного пояса. Во время обустройства пояса, закладывается специальная проволока, шпильки или болты, на которые, далее, надежно крепят мауэрлат.
3. Для кирпичных коробок, железобетонный пояс, можно не делать. Для этих целей, чтобы соединить с обвязочным брусом, в кладку заводят проволоку. С ее помощью, далее, оборачивают мауэрлат вокруг и закручивают. Второй вариант – в кладку, за один ряд до обреза стен, с внешней стороны, заводят, пропитанные антисептиком, деревянные брусы. Далее, мауэрлат и брусья, скрепляют, с помощью скоб. Возможно также, использование шпилек и болтов, но для закрепления их, уже потребуется заливка монолитного пояса.

Стропильная система двухскатной крыши ‒ Стропила

После надежной фиксации мауэрлата, устанавливаются стропильные ноги. Оптимальное сечение стропильных ног, определяется, в зависимости от шага несущих балок, их пролета, снеговой нагрузки и будущего настила крыши. При монтаже каркаса, под металлочерепицу, при шаге, к примеру, в 600 мм, рекомендуется, в зависимости от пролета, соблюдать следующие параметры:

• 3 м – 40 на 150 мм;
• 4 м – 50 на 150 мм;
• 5 м – 50 на 175 мм;
• 6 м – 50 на 200 мм.

Таблица средних значений стропильных ног

Представленные параметры, имеют средние значения. Чтобы иметь более точные расчеты, лучше обратится к специалисту или дополнительно, прочитать и изучить, специальную литературу.

Выполнить качественно, фиксацию стропильных ног к мауэрлату, в основном, можно двумя способами:

• С зарубкой;
• без нее.

Крепление стропильных ног к мауэрлату с зарубкой и без

В первом варианте, выполняется запил на обвязочном брусе, а во втором, к стропиле прибивают специальную дощечку, которая становится упорным приспособлением. Далее, закрепление, для всех способов, выполняют одинаково. При помощи металлических уголков, наклонную балку, чтобы она не смещалась относительно проектного положения вдоль мауэрлата, надежно фиксируют. Или-же, дополнительно вбивают под углом, обычные гвозди.

Схема крепления стропил при помощи проволоки и на скобы

Помимо этого, требуется качественно, скрепить стропило со стеной. Правильное выполнение действий, предусмотрено в нормативных документах. В основном, производить скрепление, можно двумя способами:

1. На скобы (для деревянных построек);
2. При помощи скрутки из проволоки (для каменных стен дома).

Выполнять закрепление, по строительным нормативам, следует через одну ногу. Такой подход, позволит более надежно закрепить крышу к коробке, капитального строения. Если провести монтажные работы правильно, на должном высоком уровне, то можно не переживать за ее техническое состояние, даже в самый сильный ветродув.

Стропильная система двухскатной крыши ‒ Стойки, стяжки, подкосы

Элементы стропильной системы двухскатной крыши, как стойки, стяжки и подкосы, в основном, делают из досок. Оптимальные параметры толщины, как правило, от 32 до 50 мм. Исключением, могут являться – стойки. Здесь уже, допускаются доски и большей толщины: от 50 до 100 мм. Как показывает практика, лучше всего, крепление производить на шпильки или с применением опорных брусков. Оптимальный вариант, в основном, зависит от конструкционных особенностей, кровельного сооружения.

Дополнительные факторы

При расчете шага стропил обращают внимание не только на тип кровельного покрытия. Учитывается множество других моментов, данные о которых можно найти в справочниках и СНиПах

Вот некоторые из факторов:

Снеговые и ветровые нагрузки. Чем больше выпадает снега зимой и чем сильнее дуют ветра, тем меньше должно быть расстояние между балками. Но, если увеличить угол уклона крыши свыше 45°, тогда разрешается увеличить шаг.
Выбор утеплителя. Для снижения расходов на плиты утеплителя рекомендуется учитывать их стандартные размеры. Выпускают маты шириной 600, 800 и 1200 мм. Если пренебречь этим условием, тогда появится большое количество подрезов, мостики холода и строительство затянется.
Качество пиломатериала

Тут принимается во внимание порода древесины, сорт и сечение. Как уже говорилось выше, на прочность влияет то, насколько хорошо была высушена балка

Закупая древесину, обращайте внимание на ровность и наличие порока в виде сучков и следов от вредителей.
Балки перекрытия и затяжки. Если под двухскатной крышей обустраиваете мансардный этаж, тогда максимально расстояние между стропилами должно быт 0,75 метра.

Принимая во внимание все эти факторы можно определить через какое расстояние устанавливать стропила. Хотя все расчеты можно сделать самостоятельно, так как справочные данные есть в свободном доступе, лучше обратиться к профессионалам

Они имеют опыт в проектировании, быстрее определят необходимое расстояние между стропилами. Так, вы избежите возможных ошибок и будете уверены в безопасности.

Количество кровли

Количество материала для кровли вычисляется очень просто, учитывая, что все параметры для расчетов были получены в процессе.

Рассматривая вычисления на том же примере, следует вычислить общую площадь крыши.

После этого можно узнать количество листов металлочерепицы (в данном примере), которые потребуется закупить для строительства.

Для этого необходимо получившееся значение площади крыши разделить на площадь одного листа металлочерепицы.

Как рассчитать площадь двускатной крыши:

• Длина крыши в данном примере равна 10м. Чтобы узнать такой параметр, необходимо замерить длину конька;
• Длина стропила была вычислена и равняется 3,6м (+0,5-0,7м.) ;
• Исходя из этого, площадь одного ската будет равна – 41 м2. Общее значение площади – 82 м2, т.е. площадь одного ската, умноженная на 2.

Важно: не забывать про припуски для козырьков крыши в 0,5-0,7 м

Кровельный набор

Определение угла наклона

Учитывая изложенные выше факторы – снеговую и ветровую нагрузку, выбранный тип материала – и зная примерную конструкцию здания, можно определить угол крыши. Более детально правила расчета изложены в статье. Далее на основании этой информации рассчитывается сборная нагрузка (от собственного веса и внешних нагрузок) на стропильную конструкцию. По результатам расчета определяется шаг стропил и их сечение.

Пример расчета нагрузки на стропила

Строительство планируется в Иркутске, дом с высотой 5,6 м будет располагаться в низине, явно выраженных преобладающих ветров нет. Данный район относится к снеговому району 2 и ветровому 3. Соответственно, снеговая нагрузка составляет 120 кг/м.кв., а ветровая 30 кг/м.кв. Суммарная нагрузка 150 кг/м.кв.

Материал кровли – металлочерепица с весом 4 кг/м.кв. Для нее допустим уклон от 12 градусов, но большинство производителей рекомендует для односкатной крыши 20…30 градусов. Если принять 20 градусов, необходимо обеспечить качественную гидроизоляцию, что добавляет к весу квадратного метра покрытия 2…5,5 кг/м.кв. Поскольку верхняя часть дома планируется как жилая, необходимо также утепление. В качестве термоизоляции принимаем базальтовую вату плюс подшивку изнутри гипсокартоном. Примерный вес квадратного метра такого утепления – около 4,5…5 кг.

Необходимо также принять во внимание вес деревянной обрешетки под металлочерепицу, это еще не менее 10…12 кг, и вес самих стропил. Таким образом, суммарная нагрузка на квадратный вес крыши от собственной массы и внешних нагрузок составит (без учета веса стропил, поскольку пока неизвестно их сечение и шаг): 4+5+5+12+150=176 кг/м.кв

Таким образом, суммарная нагрузка на квадратный вес крыши от собственной массы и внешних нагрузок составит (без учета веса стропил, поскольку пока неизвестно их сечение и шаг): 4+5+5+12+150=176 кг/м.кв.

Определение шага стропил и их сечения

Для вычисления этих данных есть расчетные формулы. Однако при отсутствии инженерного образования и желания высчитывать коэффициенты можно использовать табличные значения.

Для выяснения высоты балки (стропила) можно опираться на известный уже угол наклона и расчетную длину, которая определяется по тригонометрическим формулам.

Разница между высотой одной и второй опорных стен крыши для пролета, например, 4 м и угла наклона 20 градусов составит:

L_bc=L_cd×tgA=6×0,364=2,18 м

Длина стропильной ноги (стропила):

L_c=L_bc÷sinA=2,18÷sin20=6,4

С учетом вылета в обе стороны не менее 500 мм (обязательный свес крыши) принимаем длину стропила 7,4 м.

Для двухопорных стропил принята таблица

Пролеты свыше 6 м принято опирать на три точки – две несущие стены и шпренгельную ферму, например, или с опорой на лежень. Пролеты 4,5 м применимы в мансардах, террасах, банях, верандах, а также различных пристройках. В жилых постройках, как правило, расстояние между опорами равно или превышает 6 м.

Соответственно с учетом длины стропила выбирается сечение балки и шаг между ними.

Следует учитывать: под длиной стропила в данном случае понимается расстояние между точками опоры!

То есть в приведенном примере – длина всей стропильной ноги 7,5 м и пролет 6 м допустимо использование опирания на несущие стены (через мауэрлат) и подстропильную ногу. Тогда сечение при шаге 140 см следует принимать 100х200 мм, а при шаге 90см допустимы 75х200 мм. Желательно все же увеличивать сечение балки на 10…15% для получения необходимого запаса прочности.

Проверить нагрузочную способность крыши, правильность выбранного угла с выбранными параметрами можно в одном из онлайн-калькуляторов. Там же можно получить данные о том, сколько материалов потребуется для строительства такой крыши.

Как видно из приведенного скриншота с упрощенным чертежом здания, пункты «Расчет стропил», «Расчет обрешетки», «Снеговая нагрузка» раскрывающиеся, в них необходимо подставить выбранные данные.

Результат расчета показан ниже.

Как видно из результата, предлагается при данной нагрузке, кровельном материале, размерах и шаге стропил выбрать сечение балок равным не 75х200 мм, как предлагается в нормативах, а 70х230 мм. Однако это минимальное значение, к тому же такое сечение не является стандартным. Поэтому – с учетом запаса на прочность – лучше отдать предпочтение сечению 100х200 мм.

Важно: помимо обычных стропил (балок) можно использовать треугольные фермы. Это значительно увеличит нагрузочную способность конструкции, но подобные элементы требуют профессионального расчета.

Информация по назначению калькулятора

Онлайн калькулятор профилированного и клееного бруса предназначен для расчета количества и объема пиломатериала для строительства домов, бань и других построек. Автоматически производится расчет количества межвенцевого утеплителя, нагелей, венцов, стоимости и антикоррозийной пропитки по среднему значению. Для более точных расчетов обязательно обратитесь к специалистам в вашем регионе.

При заполнении данных, обратите внимание на дополнительную информацию со знаком Дополнительная информация

Чтобы разобраться в преимуществах и недостатках профилированного бруса по сравнению с клееным, следует начать с основных понятий о производстве того и другого.

Профилированный брус изготавливается из деревьев хвойных пород. В большинстве случаев он имеет стандартные размеры сечения:

• 100х100 мм — лучше всего подойдет для строительства бани или летнего дачного дома

• 150х150 мм — пригоден для хорошего дома

• 200х200 мм — для возведения больших деревянных домов или коттеджей

При желании можно индивидуально заказать брус другого сечения. Внешний вид бруса может быть как с прямолинейной лицевой стороной, так и с D-образной. Бревно нужной толщины проходит обработку на строгальном и фрезеровочном станках, после чего шлифуется с нужных сторон. Качественной шлифовке обычно подвергается та сторона бруса, которая будет располагаться внутри будущего дома и может не потребовать дальнейшей отделки. Для удобства и надежности монтажа сруба и для защиты от холода и влаги профиль чаще всего бывает с 1 или 2 шипами для легкой конструкции или «гребенкой» для жилого дома. Готовый сруб должен дать усадку для дальнейшего завершения строительства, обычно этот срок составляет около 1 года. Для уменьшения этого срока до нескольких месяцев можно заранее высушить брус в специальных камерах.

Для производства клееного бруса бревно распиливается на доски, их еще называют «ламели». Доски прострагивают и закладывают в сушильную камеру, где в процессе сушки в мягком режиме получается материал с влажностью около 10%. Затем доски снова строгают до нужных размеров, сортируют, а затем при помощи гидравлического пресса склеивают в брус. Для склейки используют специальные водостойкие составы клея. Чтобы придать клееному брусу устойчивость от гниения и существенно повысить его прочность, доски укладываются специальным образом – каждую кладут противоположно сечению волокон соседней.

Оценивая прочность материалов, следует признать лучшие показатели у клееного бруса.

При сравнении по влажности материала и срокам усадки уже отмечалось, что клееный брус имеет влажность около 10% и, соответственно, малый срок усадки, что дает возможность сократить срок строительства дома. Профилированный брус имеет естественную влажность древесины, и даже сушка его позволяет уменьшить влажность только до 20%, поэтому без усадки не обойтись. Сравнивая сроки усадки, нельзя забывать о том факте, что цельный материал из-за большей массивности практически не подвержен растрескиванию, а на клееном брусе есть вероятность возникновения небольших трещин.

Из-за технологических особенностей изготовления каждый вид бруса может иметь разные габаритные размеры. У профиля длина обычно составляет до 6 метров, а сечение 100х100, 150х150 и 200х200 мм. Изготовление бруса другого размера сечения (например, с шагом через каждые 10 мм) может увеличить количество отходов, что не может не сказаться на цене. У клееного бруса длина может достигать 12 метров, а сечение обычно изготавливают от 80 до 280 мм.

По стоимости цельный брус почти в 2 раза дешевле из-за менее сложного процесса изготовления.

По экологичности профилированный брус – не просто фаворит, а скорее чемпион, сохраняющий все полезные свойства такого превосходного материала, как натуральное дерево. Для обработки могут понадобиться только специальные смеси для защиты от возгорания и гниения, которые сможет выбрать сам хозяин дома. При производстве клееного бруса могут использоваться клеевые составы, подразделяющиеся по степени опасности на несколько групп, и не факт, что производитель не решил сэкономить на стоимости клея.

В заключение можно сказать, что у каждого из 2 рассмотренных видов бруса есть свои несомненные преимущества при небольшом количестве недостатков. И только хозяину решать, из какого материала возводить дом, чтобы жить в нем дальше.

Далее представлен полный список выполняемых расчетов с кратким описанием каждого пункта. Если вы не нашли ответа на свой вопрос, вы можете связаться с нами по обратной связи.

Коротко о главном

Сращивание стропил даёт серьёзную экономию строительной древесины. На строительной площадке останется минимум древесных отходов.

Для сращивания стропильных ног существует несколько практичных вариантов, каждый из которых можно применить во время строительства дома:

• Для доски: внахлест или метод двойного сращивания;  
• Для сруба: прямая стыковка или косой прируб.  

При монтаже стропильной системы важно помнить, что соединение крепежом не должно утяжелять элементы настолько, чтобы стать проблемным для общего веса конструкции под кровлю.

Правильная сплотка даёт такую же выносливость нагрузок, как цельный брус.

От чего зависит угол наклона односкатной крыши

Различают плоские (до 5 градусов к горизонтали), малоуклонные (5…30 градусов) и крутоуклонные (свыше 30 градусов) односкатные крыши. При этом плоские и малоуклонные крыши требуют устройства очень тщательной гидроизоляции и отвода воды – это связано с тем, что снег на таких поверхностях задерживается и начинает таять снизу, от тепла, излучаемого домом.

Снеговые и ветровые нагрузки

Эти параметры имеют большое значение при выборе угла наклона.

Считается, что с крыши, имеющей уклон менее 20 градусов, снег не сползает, остается лежать на поверхности. При большем уклоне сохранность снежного покрова зависит от типа кровельного материала. На крышах с углом наклона более 50 градусов снежный покров не задерживается, вне зависимости от покрытия, кроме определенных случаев (немедленное оледенение, сложные конструкции).

Необходимость учитывать вес снегового покрова связана с расчетом крыши на прочность, поэтому до начала проектирования необходимо уточнить снеговые нагрузки данного региона. Информацию можно найти в СП 20.13330.2016, раздел 10 «Снеговые нагрузки». Там же в разделе «Воздействия ветра» есть данные для расчета ветровой нагрузки.

Упрощенно «прикинуть» снеговую нагрузку можно по карте РФ (районирование территории по весу снегового покрова и ветровые районы). Следует понимать: эти данные упрощены и не учитывают возможных нюансов, связанных с преобладающими ветрами, характером местности и другими факторами.

Ветровая нагрузка считается в том числе с учетом высоты здания и зоны его расположения. Зона А – открытые пространства, зона В – лесные массивы, городская плотная застройка.

При высоте постройки менее 10 м допустимо не принимать во внимание ветровую нагрузку, за исключением зданий, расположенных на больших открытых пространствах.

При расчете оптимального угла наклона конструкции необходимо учитывать:

• для снижения ветровой нагрузки необходимо уменьшать угол ската;
• для снижения снеговой нагрузки (обеспечение соскальзывания снега) следует увеличивать угол.

Таким образом, принятое решение – компромисс между желанием избавиться от регулярной чистки крыши от снега и нежеланием заново настилать сорванное ветром покрытие. Примеры расчета с учетом снеговой и ветровой нагрузки показаны ниже.

Выбор типа покрытия

В зависимости от того, насколько круто скат наклонен к горизонтали, можно выбрать тот или иной кровельный материал. Иногда встречается обратная задача – кровельный материал уже выбран, теперь необходимо определить допустимый угол наклона.

Более детально перечислены допустимые и обычно применимые углы кровли для разных материалов в таблице ниже.

Внимание: для крутоуклонных крыш неприменимы тяжелые хрупкие материалы! Также необходимо учитывать надежность крепления отдельных элементов и правильно рассчитывать гидроизоляцию!

Вес кровельного материала можно принять ориентировочно по таблице ниже или выяснить самостоятельно у производителя/продавца.

Важно: при расчете стоит опираться на максимальную цифру, это даст необходимый запас прочности конструкции!

Утепление и гидроизоляция

Здесь только одно правило: чем меньше угол наклона крыши, тем тщательнее должна быть гидроизоляция. Так, для плоских и малоуклонных конструкций необходимо устраивать двухслойную изоляцию с тщательной проклейкой стыков и обязательной укладкой полотнищ (рулонов, пленки) внахлест с запасом не менее 20 см.

Утепление крыши зависит от региона проживания, его температурного диапазона, планируемой эксплуатации помещений под кровлей, отопления здания в целом и других нюансов. Расчет теплоизоляции здесь подробно излагаться не будет.

Тип и удельный вес выбранных материалов необходимо определить заранее, это требуется для расчета сборной нагрузки от «кровельного пирога» на общую конструкцию и несущие стены.

Гидроизоляция плоской или малоуклонной односкатной крыши

Этот вопрос достаточно важен, поэтому рассмотрим его отдельно. Плоские или почти плоские односкатные крыши, которые обычно застилают рулонными кровельными материалами, требуют усиленной гидроизоляции.

Поэтому для них вначале выполняется первичная гидроизоляция поверх ровной поверхности (плиты или сплошного настила на балках перекрытия), потом монтируется утеплитель под стяжку, далее – еще два или более слоев гидроизоляции.

Необходимый для стока дождевой воды уклон обеспечивается так называемой «разуклонкой», то есть насыпью из керамзита, которая позволяет увеличить толщину стяжки с одной стороны и уменьшить с другой.

Для ремонта или улучшения свойств плоской кровли часто пользуются жидкими битумно-полимерными мастиками, наносимыми в два-три слоя.

Также эти мастики используют для гидроизоляции примыканий кровли, например, к парапету. Однако в целом кровли с уклоном менее 5…10 градусов в одноэтажных частных домах используются редко – климат нашей страны не располагает к подобному стилю застройки. Чаще подобные варианты применяются в многоэтажном строительстве.

При малоуклонных крышах удобна также гибкая черепица. Она укладывается поверх слоя гидроизоляции и дает надежную защиту от атмосферных осадков.

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