Калькулятор расчета длины стропильных ног

Расчет паро- и гидроизоляции

Паро— и гидроизоляционный материал считается очень просто. Для этого нужно просто покрываемую площадь поделить на аналогичный параметр кровельного настила. К примеру, речь идет о двускатном навесе.

Условно берем длину ската 5 метров, а ширину 4 м. Следовательно площадь одной единицы равна 20 кв. м, а общий показатель для двух скатов составит 40 кв. м. Паро- и гидроизоляционный материал принято считать по рулонам.

Если один такой рулон содержит 80 кв. м, то даже с вычетом нахлестов и подобных отклонений, получим как минимум 65-70 кв. м, что для рассчитанной поверхности более чем достаточно. Вот и все, с чем нам хотелось поделиться на эту тему.

Расчёт нагрузки на стропильную систему двускатной кровли

Стропильная система испытывает определённые нагрузки, которые можно разделить на два вида.

Постоянные нагрузки, действующие независимо от любых других факторов. Их величина определяется конструкцией кровельного пирога и состоит из веса гидроизолирующих и парозащитных плёнок, утеплителя, доборных элементов, крепежа и любых других элементов кровельного покрытия, включая финишное. На практике средний вес всех составляющих кровли дома составляет порядка 40–45 кг/м2. Более точно эту величину можно вычислить, просуммировав значения удельной нагрузки каждого используемого материала, которые можно взять из справочных таблиц. Рассчитывая вес кровли, рекомендуется заложить запас прочности величиной в 10%.
Переменные нагрузки. К таковым относятся воздействия ветра и снега в зависимости от их интенсивности. По сути, кровля дома представляет собой парус, воспринимающие нагрузку от ветра. Сила непосредственного воздействия на кровлю по нормали зависит от угла наклона ската — чем он меньше, тем ниже нагрузка. Одновременно на подветренном скате возникают завихрения, и появляется нагрузка на крышу с обратным вектором воздействия. При ураганных ветрах усилие на отрыв может достигать 630 кг/м2. К переменным нагрузкам относятся и снеговые воздействия. Нужно заметить, что они также имеют чётко выраженные региональные показатели.

Очевидно, что тщательный расчёт нагрузок от снега и ветра с учётом местных климатических условий жизненно необходим при выборе конструкции и материалов кровли. Эти нагрузки можно определить по карте, составленной на основании СНиП 2.01.07–85.

По карте можно определить величину ветровой и снеговой нагрузки в регионе строительства

Отмеченные на картах значения снеговой и ветровой нагрузки для каждого района называются нормативным. Для того чтобы получить расчётную снеговую нагрузку, нормативную величину нужно умножить на специальный коэффициент, который учитывает угол наклона крыши. Этот коэффициент равен:

1 при уклоне менее 25o;
0,7 при угле наклона от 25 до 60o;
0 для более крутых скатов.

Расчётная ветровая нагрузка определяется умножением нормативного значения на коэффициент, учитывающий высоту здания и тип местности, в которой ведётся строительство.

	Высота здания, м
Зона	5	5–10	10–20
А (побережья водоёмов и другие открытые участки, территории без лесных массивов (степи, тундра и пр.)	0,75	1	1,25
B (участки с лесом, городскими домами и другими препятствиями для ветра (в том числе рельефными складками) высотой от 10 м)	0,5	0,65	0,85
C (плотно застроенный городской массив, в котором средняя высота зданий составляет 25 м)	0,4	0,4	0,55

Удельную нагрузку наиболее популярных кровельных материалов можно взять из следующей таблицы.

Таблица: весовые показатели некоторых материалов для крыши

Наименование кровельного материала	Масса 1 м2, кг
Пролимерно-битумная мягкая черепица	7–8
Рулонно-битумные полимерные кровли	4–8
Металлочерепица	4–6
Ондулин	3–4
Лист профилированный, фальцевая кровля	4–6
Черепица цементно-песчаная	40–50
Черепица керамическая	35–40
Шифер	10–14
Сланцевые материалы	40–50
Медные листовые материалы	8

Учитывать особенности воздействия разных видов нагрузок можно только в совокупности, поэтому расчёты подобного характера нужно доверить опытному специалисту.

Расчет количества материалов для кровли на примере металлочерепицы

Металлочерепицу следует начать рассматривать с угла наклона, о котором уже вспоминали в предыдущем пункте. Если говорить о крайностях, то есть все теоретические основания говорить об интервале 11-70 градусов. Вот только практика, как известно, вносит свои коррективы и не всегда они совпадают с теорией.

Специалисты утверждают, что 45 градусов — это оптимальный угол наклона.

Тем более, если речь идет о крыше дома, которая находится в местности с минимальным количеством осадков, что не требует значительных наклонов. Если же снег является довольно частым гостем, тогда 45 градусов окажется самым оптимальным вариантов, вот только из-за повышения ветрового давления нужно будет укрепить обрешетку и стропильную систему. К тому же, чем больше наклон, тем больше материала уйдет на стреху.

Рассмотрим алгоритм вычисления на примере двускатной крыши:

Пускай наклонный угол будет выражен буквой А, а ½ покрываемого пролета — В, высота будет Н.
Вводим действие по нахождению тангенса, которое решается путем деления Н на В. Упомянутые величины мы знаем, поэтому используя таблицу Брадиса находим значение угла наклона А через арктангенс (Н/В).
Лучше для решения столь серьезных действий применить калькулятор, способный вычислять обратные тригонометрические функции. Затем умножив В на длину покрытия найдем площадь каждой наклонности.

Касательно расходов материала, то к подобным расчетам обращаются уже на завершающей стадии проектирования. Для начала необходимо рассчитать площадь поверхности, которую будут настилать и непосредственно размеры кровельного материала. В качестве примера приведем металлочерепицу.

Площадь крыши

Итак, параметр реальной ширины равен 1180 мм, эффективной — 1100 мм. Теперь переходим к вычислению длины покрытия дома, о котором мы уже рассказывали. Поскольку разбираем выдуманный расчет в качестве примера, пусть упомянутый показатель будет равен 6 метрам.

Это число делим на эффективную ширину и получаем 5,45. Решение действия отображает количество нужных листов и поскольку число вышло не целым, по понятным причинам округляем в сторону увеличения.

Таким образом, нам понадобится 6 листов металлочерепицы для настила одного ряда по длине стрехи. Переходим к расчету количества листов по вертикали.

ВАЖНО!
Для измерения вертикального ряда следует учитывать размер нахлеста (обычно принимают в значении 140-150 мм), расстояние между коньком и карнизом, а также длину карнизного свеса.

Пусть расстояние составит 4 метра, а свес — 30 см. Совершив несложное приплюсование получим размер 4,3 метра. Возьмем условную длину листа металлочерепицы в качестве 1 метра. С учетом нахлеста эффективная длина одной кровельной единицы составит 0,85 м.

После этого результат 4,3 м поделим на эффективную длину и на исходе получим 5,05 листа. В таком небольшом отклонении от целого числа советуем округлить на уменьшение.

Какие параметры обязательно необходимо рассчитать

Неопытные в строительном деле, могут предположить, что программа для расчета крыши дома предназначена исключительно для того чтобы увидеть, какой будет конструкция по завершению работ. На самом же деле это далеко не так.

Редактирование кровли дома в программе Аркон

Такие утилиты позволяют точно определить все важнейшие для прочности и долговечности конструкции, параметры. Программы помогут определить:

длину балок, из которых будет создана основа кровли;
количество требуемых стропил для стойкости конструкции;
также, программы, которые помогают сконструировать крыши онлайн, качественно и полноценно, рассчитают необходимую прочность основы, чтобы была выдержана нагрузка от кровельного материала;
программа для проектирования крыш домов, помогут определить, какое количество изоляционного материала, сохраняющего тепло и защищающего от шума, необходимо приобрести;
еще специализированные программы рассчитают объем сырья, необходимого для завершающего этапа установления крыши;
и один из важных факторов, который поможет определить программа – это стоимость необходимого сырья.
Посчитать ее можно, отталкиваясь от расчетов материалов, которые выполнила утилита по проектированию крыши здания.

Все эти моменты важны и каждый из них, обязательно должен быть определен на этапе планирования строительства или реконструкции кровли дома.

Дополнительная информация о результатах расчётов

Угол наклона крыши

Под этим углом наклонены скат и стропила к основанию крыши. Кровельные материалы имеют индивидуальные предельные углы наклона крыши, поэтому у некоторых материалов угол может находиться за пределами допустимых норм. Удовлетворяет ваш угол выбранному материалу или нет — вы узнаете в результатах расчетов. В любом случае, всегда есть возможность скорректировать высоту подъёма крыши (В) или ширину основания (А), либо выбрать другой кровельный материал.

Площадь поверхности крыши

Площадь всей поверхности кровли, включая свесы. Чтобы определить площадь одного ската, достаточно полученное значение разделить на два.

Количество рулонов изоляционного материала

Необходимое для постройки крыши количество изоляционного материала. Указано количество в рулонах, необходимое для всей площади крыши. За основу взят стандарт рулона — 15 метров в длину, 1 метр в ширину. При расчете также учтен нахлест 10 % в местах стыков.

Нагрузка на стропильную систему

Максимальный вес, приходящийся на стропильную систему. Учитываются ветровые и снеговые нагрузки, угол наклона крыши, а также вес всей конструкции.

Минимальное сечение стропил / Вес стропил / Объем бруса

В первой колонке указаны сечения стропил по ГОСТ 24454-80 Пиломатериалы хвойных пород. Здесь указаны сечения, которые можно использовать при постройке заданной конструкции. Калькулятор исходит из суммарных нагрузок, которые могут воздействовать на конструкцию данной крыши и выбирает удовлетворяющие им варианты сечений.
Во второй колонке указан суммарный вес всех стропил с указанным сечением, если их использовать для строительства заданной крыши.
В третьей колонке указан суммарный объем этого бруса в кубических метрах. Этот объем вам пригодится при расчете стоимости.

Количество рядов обрешётки

Число рядов обрешётки, которое понадобится для всей кровли с заданными параметрами. Для расчета количества рядов обрешетки одного ската нужно разделить полученное значение на два.

Равномерное расстояние между досками обрешетки

Расстояние, которое рекомендуется выдерживать между досками обрешёток, чтобы оптимизировать расход материала и обойтись без его подрезки.

Как рассчитать?

Расскажем, как рассчитать длину, количество и размер сечения стропил:

Длину и количество стропил

Собрав необходимые исходные данные, переходят к непосредственному расчёту длины стропил. Его делают следующим образом:

Зная величину пролёта перекрытия, а значит и длину балки перекрытия lпер = 6 м, определяют высоту крыши, то есть стойки, используя угол наклона. Например, угол наклона 300, тогда: hст = lпер х tg300 = 6 х 0,577 = 3,46. Округляем до 3,5 м.
Теперь узнают длину стропил: lстр = lпер х sin300 = 6 х 1/2 = 12 м. Здесь нужно добавлять длину свесов с обеих сторон, где-то по 300 мм. Тогда длина стропил будет равна 12,6 м.
Из общепринятой практики стропильные фермы устанавливают с шагом 1 метр. Например, для стены шириной 6 м ставят 7 стропил. Можно их установить с большим шагом 1,5 и 2 м, но тогда придётся усиливать обрешётку.

Сечение

Размер сечения стропильных балок зависит от двух величин – это нагрузка на кровлю и вес кровельного материала на 1 м2 кровли.

Кроме этого, нужно оперировать длиной стропильной ноги – Lс, его проекции — Lсд, расстоянием между стенами дома, углом ската кровли, высотой конька крыши. С этими данными обращаются к справочным таблицам соотношений параметров односкатной крыши (их можно найти в Интернете).

Например, по проекту односкатная крыша имеет следующие параметры:

Lсд = 3 м;
Lс = 3,3 м;
угол ската – 250;
нагрузка – 160 кг/м2;
шаг – 1,8 м;
высота конька – 1,4 м.

В настоящее время вместо таблиц пользуются онлайн-калькуляторами, которых в Интернете довольно много. Онлайн-калькулятор выполняет расчёт сечения стропил односкатной крыши, используя заложенные в его окна исходные данные.

К ним относятся:

угол наклона кровли;
ширина стены;
высота низкой и высокой стены;
длина стропил и свесов;
наличие запилов снизу и сверху;
сечение балки мауэрлата;
расстояние (шаг) между стропилами;
порода древесины;
профиль наклонной балки – брус или доска.

После того, как все данные будут занесены в окошки сервера, кликнув мышкой пользователь получит точные размеры сечения стропил односкатной крыши.

Как рассчитать стропила для односкатной крыши при помощи онлайн-калькулятора, подскажет видео:

Как вычислить длину стропил двускатной крыши

Жёсткость конструкции стропильной системы является обязательным требованием, и её обеспечение исключает прогиб при воздействии нагрузок. Стропила прогибаются в случае допущенных ошибок в расчётах конструкции и величины шага, с которым устанавливается стропильный брус. В случае, когда данный дефект выявлен после окончания работ, необходимо укрепить конструкцию с помощью подкосов, тем самым вы увеличите её жёсткость. При длине стропильного бруса более 4,5 м применение подкосов является обязательным, так как прогиб будет образовываться в любом случае под воздействием собственного веса бруса

Данный фактор обязательно принимается во внимание при выполнении расчётов

Длина стропил зависит от месторасположения их в системе

Определение расстояния между стропилами

Стандартный шаг, с которым выполняется установка стропил в жилом доме, составляет порядка 600–1000 миллиметров. На его величину влияет:

расчётная нагрузка;
сечение бруса;
характеристика кровли;
угол наклона крыши;
ширина материала утеплителя.

Не рекомендуется искусственно уменьшать или увеличивать шаг стропил

Определение необходимого числа стропил происходит с учётом шага, с которым они будут устанавливаться. Для этого:

Выбирается оптимальный шаг установки.
Длина стены делится на выбранный шаг и к полученному значению прибавляется единица.
Полученное число округляется до целого.
Повторно делится длина стены на полученное число, тем самым определяется нужный шаг монтажа стропил.

Площадь стропильной системы

При вычислении площади двускатной крыши требуется учитывать такие факторы:

Суммарную площадь, которая состоит из площади двух скатов. Исходя из этого определяют площадь одного ската и полученное значение умножают на число 2.
В случае, когда размеры скатов различаются между собой, площадь каждого ската находится индивидуально. Суммарная площадь вычисляется сложением полученных значений для каждого ската.
В случае, когда один из углов ската больше или меньше 90о, для того чтобы определить площадь ската, его «разбивают» на простые фигуры и вычисляют их площадь по отдельности, а затем складывают полученные результаты.
При вычислении площади не учитывается площадь дымоходных труб, окон и вентиляционных каналов.
Учитывается площадь фронтонных и карнизных свесов, парапетов и брандмауэрных стен.

Расчёт стропильной системы зависит от типа крыши

Например, дом имеет длину 9 м и ширину 7 м, стропильный брус имеет длину 4 м, свес карниза — 0,4 м, свес фронтона — 0,6 м.

Значение площади ската находится по формуле S = (L_дд+2×L_фс) × (L_c+L_кс), где:

L_дд – длина стены;
L_фс – длина свеса фронтона;
L_c – длина стропильного бруса;
L_кс – длина свеса карниза.

Получается, что площадь ската равна S = (9+2×0,6) × (4+0,4) = 10,2 × 4,4 = 44,9 м2.

Суммарная площадь крыши составляет S = 2 × 44,9 = 89,8 м2.

Размер двускатной кровли рассчитывают с целью определения требуемого количества кровельного материала. С увеличением угла наклона крыши увеличивается и расход материала. Запас должен составлять порядка 10–15%. Он обусловлен укладкой внахлёст. Для определения точного количества материала с учётом наклона скатов лучше всего использовать справочники.

Определение нагрузки на стропила

Вес кровельного пирога

Чтобы узнать нагрузку на стропила нашего дома, следует вначале вычислить вес кровельного пирога.

Такой расчет сделать несложно, если знать общую площадь кровли и материалы, которые используются при создании этого самого пирога.

Суммируется масса каждого слоя и умножается на поправочный коэффициент.

Равняется этот коэффициент 1.1.

Вот типичный пример расчета веса кровельного пирога.

Допустим, вы приняли решение в качестве кровельного материала использовать ондулин.

И это верно!

Ведь ондулин является надежным и недорогим материалом. Именно по этим причинам он так популярен среди застройщиков.

Итак:

Ондулин: его вес составляет 3 кг на 1 квадратный метр.
Гидроизоляция. Используется полимерно-битумный материал. Один квадратный метр ее весит 5 кг.
Слой утеплителя. Используется минеральная вата. Вес одного квадрата составляет 10 кг.
Обрешетка, доски толщиной 2.5 см. Вес 15 кг.

Суммируем полученные данные: 3+5+10+15= 33 кг.

Теперь полученный результат необходимо умножить на 1.1.

Наш поправочный коэффициент.

Итоговая цифра получается 34.1 кг.

Это вес одного квадратного метра кровельного пирога.

Общая площадь кровли, например, 100 кв. метров.

Значит, весить она будет 341 кг.

Это очень мало.

Вот в этом и есть одно из преимуществ ондулина.

Рассчитываем снеговую нагрузку

Момент очень важный.

Потому, что во многих районах нашей зимой выпадает довольно приличное количество снега.

А это очень большой вес, который обязательно учитывают!

Хотя такая нагрузка является переменной.

Для расчета снеговой нагрузки используется карта снеговых нагрузок.

Определяете свой регион и выполняете расчет снеговой нагрузки по формуле

S = Sg х µ.

В этой формуле:

— S является искомой снеговой нагрузкой;

Учитывается вес снега на 1 кв. метр.

Этот показатель свой в каждом регионе.

Все зависит от месторасположения дома.

Для определения массы и используется карта.

— µ — это коэффициент поправки.

Зависит показатель этого коэффициента от угла наклона кровли.

Если угол наклона скатов составляет меньше 25 градусов, то коэффициент равняется 1.

При угле наклона 25 — 60 градусов коэффициент равняется 0.7.

Если угол наклона больше, чем 60 градусов, то коэффициент не учитывается.

Например, дом построен в Московской области.

Скаты имеют угол наклона 30 градусов.

Карта нам показывает, что дом располагается в 3 районе.

Масса снега на 1 кв. метр составляет 180 кг.

Выполняем расчет, не забывая про коэффициент поправки:

180 х 0,7= 126 килограмм на 1 кв. метр кровли.

Определение ветровых нагрузок

Для расчета нагрузок от ветра также используют специальную карту с разбивкой по зонам.

Используют такую формулу:

W=Wo х k.

Где

Wo – это нормативный показатель, определяемый по таблице.

В каждом регионе существуют свои таблицы ветров.

А показатель k – это поправочный коэффициент, который зависит от высоты дома и типа местности.

Количество материала

Правильно рассчитав углы наклона стропильно-обрешёточного каркаса (и кровельного настила), сечение (поперечный размер) стропильного бруса, расчёт количества экземпляров доски для стропил выполняют по несложной схеме.

Если конструкция вальмовая, здесь учитывают и протяжённость 4-х направляющих, и основной настил крыши элементов.
Полученные значения отличных друг от друга по длине элементов складывают между собой. Сумма боковых направляющих для вальмовой крыши умножается на 2, так как с каждой из обеих сторон их длина и число одинаковы.
Этот общий результат прибавляют к величине, равной произведению числа одинаковых стропильных элементов, располагающихся параллельно крыше.
Учитывают количество остальных разных по длине стропил, лежащих спереди и сзади крыши. Полученные значения складывают.

Расчёт простой двускатной крыши упрощён. Общая длина стропил равна сумме длин одинаковых элементов с 2-х сторон крыши.

Выводы

Не стоит спешить с расчетами, если у вас нет никаких практических навыков, то результаты программ можно использовать как рекомендации. Очень полезно ознакомиться с параметрами кровельных систем уже построенных зданий. Выберите для себя походящий стиль и попроситесь к владельцу на экскурсию.

Конструкцию стропил можно посмотреть в уже отстроенном здании

Если у него есть мансардное помещение и стропильная система не видна, то можно получить практическую консультацию у опытных строителей.

Крыша – очень сложный и ответственный архитектурный элемент любого строения, не нужно с ним экспериментировать. Ошибки могут становиться причиной появления очень неприятных ситуаций, для их ликвидации потребуется много усилий, времени и финансовых средств. Намного выгоднее со всех точек зрения обратиться за помощью к профессионалам, чем самостоятельно заниматься такими сложными расчетами.