Расчет стропил
Для компоновки надежной крыши необходимо создавать обрешетку. Бюджет вырастает, но растут также гарантии, что крыша не будет повреждена во время сильных ветров
Для вальмовой крыши при расчете стропил принимается во внимание размеры потерь материала – до 32% (если делаются трапециевидные и треугольные скаты)
Некоторые используют битум или черепицу, тогда потери заметно снижаются.
Традиционный алгоритм подсчета
Просчитывается общая площадь. Для этого требуется понять размеры одного листа, после этого полученные значения поделить. Считается полностью вся площадь, то есть вычитывают из общей площади пространство, которое тратится в нахлесты и стыки. Стандартное значение 16-17 см.
Шифер и металлочерепица
Шифер: применяют семь листов (площадь 1,3355м2). При использовании восьми элементов площадь полезная возрастет до 1,566 м2.
Полученный показатель полезной площади разделяется на коэффициент рабочей площади. Если она равна 26,75м2, то требуется всего два десятка листов.
Расчет металлочерепицы
При подсчёте необходимого материала учитывается, что с уменьшением площади, число стыков неизбежно возрастает. Расчет полезной площади делается с помощью коэффициента 1,11. Полученный показатель делится на площадь одного элемента, добавляются параметры нахлестов. При конфигурации нетрадиционной перерасход материала может быть довольно значительным (до 65%)
Шаг стропил
Промежуток между стропилами носит название «шага». Обычно размер его не превышает 1,1 метра, минимальное значение 0,62 м. Следует выбирать изначально шаг стропильной конструкции.
В завершении необходимо привести еще некоторые детали: разделение суммарной длины ската на указанный показатель (см. последний пункт). Таким образом, найдено будет нужное расстояние, на которое следует ориентироваться во время монтажа стропил.
Пример:
- Длина ската 12 метров, величина шага 0,8 метр.
- 12 / 0,8 = 15.
- Необходимо делать округление нецелых значений.
- 15 + 1 = 16 – добавляется единица, чтобы более точно установить число «ног».
- 12 / 16 = 0,75 м. Подобный показатель будет оптимальным для определения шага стропил.
Накосные стропила для вальмовой крыши режутся по одной высоте, такая технология усиливает конструкцию, возрастает показатель прочности. Расчет наклона вальмовой крыши берется в рамках 6 – 62 градуса. Есть прямо пропорциональная корреляция между материалом и силой ветра в данной локации, величины снежного покрова. Когда известны параметры стропильной конструкции, рассчитать прочность не составляет особого труда. Достаточно правильно собрать всю информацию и использовать нужные формулы
Преимущество вальмой кровли заключается в том, что подъемная сила небольшая, так как скаты находятся под наклоном, фронтоны отсутствуют.
Терминалогия довольно сложная. Поэтому для простоты посмотрите так же данное видео:
Подписывайтесь так же на наш Youtube, группу , . Там много полезного и интересного контента!
Порядок и особенности монтажа
Перед тем как перекрыть крышу металлочерепицей своими руками, надо ознакомиться с правилами работы с материалом:
Как накрыть крышу металлочерепицей: правила
Холодная кровля из металлочерепицы
Этот вид кровли подходит если чердачное помещение планируется нежилым. Тогда все утепление сосредотачивается в перекрытии, а функция крыши — только защищать от осадков и ветра. Порядок работ такой:
Холодная кровля из металлочерепицы: поселовательность слоев
На этом можно считать, что холодная кровля из металлочерепицы готова.
Схема устройства теплой крыши из металлочерепицы
Как крепить листы
Когда мы кроем крышу металлочерепицей, надо правильно располагать саморезы. Есть несколько правил, которые необходимо соблюдать:
Наглядно эти правила отображены на схеме. В графическом изображении некоторые вещи понять проще.
Стропильная система четырехскатной вальмовой крыши своими руками
Сложное устройство стропильной системы вальмовой крыши отпугивает начинающих мастеров от ее создания своими руками. Однако, такой способ перекрытия прекрасно подходит для частных домов небольшого размера в европейской стилистике. Чтобы качественно выполнить монтаж вальмовой кровли своими руками следует провести подготовительную, проектную детальность: выполнить расчет, составить чертеж и нанести разметку. Для этих процессов необходимы базовые знания о строении стропильного каркаса, строительные нормы по выбору угла наклона кровельных скатов.
Состав стропильных ферм
Стропильная система выполняет функции опорного каркаса, на котором лежит основной вес кровли. Ее основной элемент – стропильные ноги, вальмовая кровля насчитывает 4 различных разновидности стропил:
- Диагональные (угловые) стропила. Конструкция стропильной системы вальмовой кровли имеет 4 угловых стропильных ноги. Они продолжают коньковый брус, соединяя его с углом торцевой стены. За счет угловых стропил формируется вальмовый скат, их длина превышает аналогичный параметр рядовых. Так как диагональные ноги несут на себе вес кровельного материала вальм, а также к ним осуществляется крепеж нарожников и торцевых рядовых стропил, для изготовления требуются доски сечением 100х150 мм или сдвоенные обычные, 50х150 мм. Иногда стандартная длина пиломатериалов меньше необходимой, в таком случае требуется изготовление своими руками наборных ног, составленных из элементов. Расчет длины диагональных ног выполняют с применением специального коэффициента, путем умножения на длину рядового стропила.
Залог надежности стропильной системы – элементы одинакового сечения, изготовленные из одного и того же материала, исключение составляет лишь диагональные стропила, сечение которых должно быть толще.
Опорные конструкции
Конструкция стропильных ног не позволяет им самостоятельно выдерживать вес кровли, подспорьем в этом деле им служат дополнительные опорные элементы:
Мауэрлат. Мауэрлатный брус укладывают на верхний пояс сооружения. У бревенчатого и брусового дома роль мауэрлата играют верхние венцы, укрепленные анкерными болтами. В кирпичных или газосиликатных постройках требуется монтаж мауэрлата своими руками на цементную армированную стяжку
Очень важно рассчитать места крепления бруса так, чтобы они не совпадали с расположением стропил. Прочность мауэрлата снижается с каждым отверстием, проделанном в нем, поэтому нужно делать лишь те, что определил расчет
Расчет составляющих стропильной системы основывается на весе кровли, размерах перекрываемого здания и величине сечения исходного материала.
Вычисление основных параметров системы
Специальные компьютерные программы облегчают вычисления параметров стропильной системы, однако расчет достаточно прост, так как основывается на тереме Пифагора о прямоугольных треугольниках. Схема вычислений выглядит так:
- Первым делом своими руками измеряют ширину и длину перекрываемого сооружения. Необходимо использовать для измерений одну рулетку, каждый замер производить по два раза, чтобы избежать ошибок. На основе полученных данных составляют схематичный чертеж.
Расчет состава стропильной системы не только позволит закупить необходимое количество строительного материала, но верно определить объем фундамента, однако, учтите, кровельный материал нужно приобретать с запасом 15-25% на нахлест и подрезку.
Результатом вычислений должен стать подробный чертеж и упрощенная схема для нанесения разметки. Четырехскатная крыша может строится по готовым проектам, если использовать стандартный угол наклона.
«Золотые» правила кровельщиков
Опытные мастера-кровельщики говорят, что стропильная система крыши с торцевыми вальмами не сложнее двухскатной, если соблюдать «золотые» правила, которые сформировались за долгие годы работы:
- Использовать для изготовления стропил доски и брус одного сечения, то есть стропила и коньковый прогон выполнять из доски 50х150 мм, мауэрлат и лежень из бруса 150х150 мм.
- Выполнять расчет до начала работ по установке кровли, основываясь на неоднократно проверенных измерениях.
- Узлы стропильной системы должны быть отражены в проектной документации и проверены расчетом нагрузок.
- Выбирать сечение стропил нужно в соответствии с длиной, весом кровельного материала и перекрываемой площадью.
- Своими руками монтаж выполняют с помощью подсобника, длинные, тяжелые диагональные стропила сложно установить в одиночку.
Порядок расчета кровельного покрытия
Чтобы высчитать своими руками, сколько потребуется кровельного покрытия для вальмовой крыши, необходимо вспомнить школьную программу по геометрии. Дело в том, что форма скатов представляет два треугольника и две трапеции.
Измерив стороны трапециевидного ската, высчитывают его площадь по формуле: S=1/2(b1 +b2)h.
Следующим замеряют стороны треугольного ската и аналогично по формуле высчитывают его площадь: S=1/2 bh.
Так как треугольных и трапециевидных ската на вальмовой крыше два, то оба результата умножают на это же число. Теперь осталось сложить полученные результаты для выяснения общей площади кровли.
А вот дополнительные сооружения на кровле уменьшают площадь покрытия. Это могут быть дымоходы, окна, балконы и т. д. При расчетах своими руками потребуется вычислить площадь каждого сооружения, и отнять результат от общей площади всех скатов.
Внимание! Если в качестве выступающего сооружения имеется, например, только один дымоход или вентиляционная труба, их в расчет не берут.
Надо учесть, что из-за непрямоугольной формы скатов крыши получится много отходов кровельного материала, что требует к готовому результату добавить 20%.
Расчет вальмовой крыши
Расчет стропильной системы вальмовой крыши выполняется с учетом таких предпосылок:
ветровая нагрузка в регионе. Чем она выше, тем более пологим должен быть скат, и тем прочнее вся конструкция. Для нивелирования сильного ветра центральные и диагональные стропила делаются более толстыми;
количество осадков. Наблюдается обратная зависимость. Чем выше число осадков – тем более крутым должен быть скат, чтобы снег и дождь не создавали давления на стропильную систему;
вид кровельного материала. Каждый тип кровельный материал выдвигает свои требования к обрешетке, а также имеет определенный вес. Эти факторы нужно учитывать еще на этапе проектирования;
необходимость утепления крыши. В этом случае шаг установки стропил рассчитывают с учетом ширины теплоизоляционного материала. Кроме того, расстояние между стропилами зависит от сорта и сечения древесины.
Таблица параметров расстояния между стропилами в зависимости от сечения бруса и сорта древесины
Расчет кровельного материала выполняется по формулам с учетом угла наклона крыши. Оптимальный уклон крыши для кровельных материалов разных видов приведен в таблице:
Таблица – угол наклона крыши в зависимости от кровельного материалаТаблица – угол наклона крыши в зависимости от типа покрытия
Наклон угла ската определяет заложение стропил. В свою очередь, заложение промежуточного стропила рассчитывается следующим образом:
- сначала на верхнюю обвязку торцевой стены наносится осевая линия;
- затем вычисляется половина толщины коньковой балки, и наносится линия размещения первого из числа центральных промежуточных стропил;
- далее совмещается конец замерной рейки и линия размещения размеченного выше центрального промежуточного стропила;
- на противоположный конец замерной рейки наносится линия внутреннего контура боковой стены;
- полученная точка является заложением промежуточного стропила.
Соотношение между длиной стропил и их заложение рассчитывается с помощью поправочного коэффициента, величина которого зависит от угла наклона ската кровли. Длина стропильной ноги определяется путем умножения заложения на коэффициент.
Материал подготовлен для сайта www.moydomik.net
Формулы для расчета вальмовой крыши
| Высота конька | Чертеж для расчета высоты конька вальмовой крыши | |
| Длина конькового бруса | Длина дома минус его ширина | Чертеж для расчета длины конькового бруса вальмовой крыши |
| Длина центральных стропил (трапеции) | Формула для расчета длины центральных стропил | Теорема Пифагора |
| Длина рядовых стропил | Рассчитывается аналогично длине центральных стропил | |
| Удлинение стропила для формирования каркасного свеса | Чертеж для расчета насколько необходимо удлинить стропила для свеса | |
| Угол наклона рядовых стропил | Формула для расчета угла наклона рядовых стропил | Чертеж для расчета угла наклона рядовых (промежуточных) стропил |
| Длина диагональных вальмовых стропил | Формула для расчета длины диагональных стропил | Схема для расчета длины диагональных стропил вальмовой крыши |
| Нарожники (короткие стропила) | Первое короткое стропило | Чертеж для расчета 1-го короткого стропила вальмовой крыши |
| Второе короткое стропило | Схема для расчета 2-го короткого стропила вальмовой крыши | |
| Площадь вальмовой крыши | Формула для расчета площади вальмовой кровли | Чертеж для расчета площади вальмовой крыши |
Как рассчитать площадь вальмовой крыши?
Чтобы знать, сколько покупать кровельного материала, необходимо знать общую площадь кровли.
Для этого нужно всю крышу разбить на составляющие простые геометрические фигуры и сделать расчет для каждой из них.
Расчет площади вальмовой крыши – формулы
Расчет площади вальмовой кровли позволяет заранее определить не только затраты на приобретение кровельных материалов и монтаж, но и определить требования к материалам, а также необходимость обустройства и точную конфигурацию обрешетки.
Как пользоваться калькулятором расчета количества стройматериалов вальмовой крыши
Ничего особо сложного нет — главное внимательно вводить все исходные данные с учетом рекомендованных размеров нагруженных элементов стропильной системы. Калькулятор позволит узнать стоимость строительных материалов, ознакомиться с чертежом и номенклатурой. Перед началом работ рекомендуется тщательно изучить инструкцию, на большинстве сайтов она довольно подробная.
Шаг 1. Перейдите к полям заполнения, с этого начинается работа на каждом калькуляторе. Выберите тип кровли для вальмовой крыши. Предлагаются два варианта.
- Жесткая. Имеется в виду металлическая черепица, металлопрофильные листы, асбестоцементный шифер или штучная черепица. Жесткая кровля имеет больше отходов, калькулятор посчитает их количество в зависимости от параметров крыши.
- Мягкая. Здесь выбор небольшой. Применяется только битумная черепица.
Прежде всего нужно указать тип кровли
Конкретные названия кровельных материалов вносить не нужно, надо лишь отметить тип.
Шаг 2. Укажите длину, ширину строения и его высоту. Высота – расстояние от потолочного перекрытия до конька, от нее во многом зависит объем чердачного помещения. Ширина строения – это не ширина дома, а ширина стропильной системы с учетом свеса кровли от стены до края крыши.
Далее указывают основные параметры дома
Шаг 3. Из каких материалов будут изготавливаться стропильные ноги. Чаще всего применяются доски 50×150 мм, но размеры могут изменяться в зависимости от климатической зоны расположения здания. К примеру, в северных регионах ширина досок может достигать 200 мм и более. Такая ситуация объясняется двумя причинами: высокими значениями снежного покрова и необходимостью устанавливать утеплитель толщиной не менее 25 см.
Следующий важный параметр — сечение стропил
Шаг 4. Отметьте, какая будет крыша – теплая или холодная. Этот параметр влияет на несколько факторов, от которых зависит алгоритм расчетов.
- Теплая крыша. Расстояние между стропильными ногами должно соответствовать ширине утеплительных материалов. В связи с такой зависимостью, на их количество влияет только этот фактор, нагрузки на крышу игнорируются.
- Холодная крыша. Для холодной крыши шаг стропильных ног может достигать 90 см и более, главный критерий расчетов – максимально возможные в данном регионе усилия нагрузок.
Расстояние между стропилами выбирается в зависимости от наличия или отсутствия утепления
Размеры реек для обрешетки указываются стандартными, а на их шаг влияют технические характеристики кровельных покрытий. Обрешетка может быть шаговой или сплошной.
Шаг 5. Укажите размеры металлических листов и их перекрытие. Эти данные дают возможность узнать фактическую полезную площадь каждого элемента и их количество с учетом непродуктивных отходов.
Обязательно указывают размеры листов кровельного покрытия и ширину нахлестов
Если вы имеете желание подсчитать контробрешетку и мауэрлат, то поставьте галочки напротив этих элементов и внесите данные о них.
- Мауэрлат. Его можно делать их бруса 150×150 мм или доски 50×150 мм.
- Гидроизоляция. Рекомендованный нахлест 10 см.
- Контробрешетка. Делается из брусков 50×50 мм.
- Толщина утеплителя. Зависит от региона проживания, но не менее 10 см. Меньше запрещается, в нем будет появляться точка росы, что оказывает крайне негативное влияние не только на эффективность утеплителя, но и на длительность эксплуатации стропильной системы.
Чтобы рассчитать отдельные элементы системы, нужно поставить напротив них галочку
После заполнения всех имеющихся полей надо подтвердить ввод данных и нажать на специальную иконку. На выходе вы получите количество всех материалов, необходимых для строительства вальмовой крыши. Теперь остается узнать действующие цены на них и определиться с примерной сметой. Результаты расчетов можно отправить исполнителю по электронной почте, распечатать или сохранить в компьютере.
Результаты расчета калькулятор выдает в колонке рядом с исходными данными
Разновидности (типы и виды) вальмовой крыши
Изучая устройство стропильной системы вальмовой крыши, следует учесть, что в пределах этого вида, есть несколько разновидностей конструкций. В свою очередь, это вносит коррективы в общий процесс возведения каркаса стропильной системы.
Классическая вальмовая крыша
Отличается опиранием диагональных ребер на опорную балку конька и расположение свесов на одинаковой высоте. Отдельные элементы вальмовой крыши соответствуют треугольнику (фронтоны) и трапеции (скаты).
Схема устройства стропильной системы и внешний вид вальмовой крыши (обычной, стандартной)
Шатровая вальмовая крыша
Отличается отсутствием опорной балки конька. Это приводит к тому, что все диагональные ребра сходятся в единой точке, а к ним уже примыкают рядовые короткие стропила. Такой крыше отдают предпочтение при наличии квадратной коробки дома. Но формирование надежного конькового узла достаточно сложное.
Схема устройства стропильной системы и внешний вид шатровой вальмовой крыши
Полувальмовая крыша
Отличается наличием вертикальных фронтонов, в которых можно установить окна. На картинке видно различие двух разновидностей полувальмовых крыш (голландской и датской).
Схема устройства стропильной системы и внешний вид голландской вальмовой крыши 
Схема устройства стропильной системы и внешний вид датской вальмовой крыши
Ломаная вальмовая крыша или мансардная четырехскатная
Наиболее сложная в плане строительства конструкция стропильной системы вальмовой крыши, так как в этом случае, все скаты кровли имеют разную площадь и расходятся под разными углами. Ломаная (мансардная) крыша позволяют более рационально организовать внутреннее подкровельное пространство и помимо дополнительной жилой площади придать дому эффектный внешний вид.
Схема устройства стропильной системы и внешний вид ломаной вальмовой крыши (мансардного типа)
Конструкция вальмовой крыши
Вне зависимости от разновидности кровли, все виды имеют одинаковые элементы стропильной системы вальмовой крыши:
Схема расположения конькового бруса в стропильной системе вальмовой крыши коньковая опорная балка или коньковый брус – используется для классической вальмовой крыши, выполняет функцию несущего элемента, к которому крепятся диагональные стропила;
Схема расположения диагонального (бокового) стропила вальмовой крыши диагональное стропило (боковое, ребро, накосное или угловое стропило) – более длинная стропильная нога, которая присоединяется к торцу конькового бруса под острым углом, формируя одну из сторон треугольника;
Схема расположения центрального стропила вальмовой крыши центральное стропило – доски, одинаковой длины, которые примыкают к коньковой балке и формируют края трапециевидного ската крыши. Между ними располагаются промежуточные стропила;
Схема расположения промежуточного стропила вальмовой крыши промежуточное или рядовое стропило – формирует плоскость трапециевидного ската, расстояние между ними определяет прогон стропильной системы;
Схема расположения нарожника вальмовой крыши нарожник или короткое стропило – конструктивный элемент, который крепится на диагональное стропило, формируют треугольный свес и угловые части трапеций.
Расчёт угла наклона, высоты и веса кровли
Перед расчётом высоты крыши надо определиться с углами наклона скатов. В этом помогут нормативные документы, в которых предъявляются требования к кровельным работам, то есть свод правил СП20.13330.2011, базирующийся на указаниях СНиП 2.01.07–85 «Нагрузки и воздействия».
Угол наклона
По правилам выбор угла наклона кровли зависит от используемого финишного материала.
Под каким углом строить кровлю, решают, ориентируясь на финишный материал
Таблица: угол наклона для крыш с разным покрытием
| Рекомендуемый угол наклона крыши | Финишное покрытие |
| 1–2° | Рулонные материалы на битумной основе — не менее четырёх слоёв, с внешней гравийной посыпкой, утопленной в слой расплавленной мастики |
| 2–3° | Как в предыдущей строке, но для надёжности кровли достаточно трёх слоёв рулонного материала |
| 3–10° | Аналогичные вышеописанным рулонные материалы (не менее трёх слоёв), но без наружной защитной гравийной посыпки. |
| 10–15° | Рулонные кровельные материалы, наклеиваемые на горячую мастику не менее чем в два слоя |
| 13–15° | Черепичное глиняное покрытие |
| 15–17° | Асбестоцементные листы усиленного профиля |
| 17–20° | Кровельная листовая сталь с развальцовкой соединений |
| 18–35° | Профнастил, металлочерепица |
| 27–44° | Натуральное штучное черепичное покрытие, битумно-полимерные или сланцевые плитки |
| 38–45° | Дранка, щепа, натуральный гонт |
| 40–60° | Голландская черепица |
| 5–90° | Асбестоцементный шифер |
| 20–90° | Искусственный шифер |
Высота конька
Выбрав кровельный материал и решив, каким будет наклон крыши, приступают к определению высоты конькового бруса. Для этого обращаются к геометрии, ведь крыша в разрезе выглядит как два соединённые друг с другом треугольника.
При расчёте высоты крыши используют формулу a=b · tg α, где a — высота конька, b — половина ширины здания, α – угол наклона кровли.
Для примера рассчитаем высоту кровли под наклоном в 40°, которую планируется строить на доме размером 6х9 м. С этой целью выполним следующие вычисления:
- Ширину дома разделим на 2 и определим длину нижнего катета прямоугольного треугольника кровли: b = 6 / 2 = 3 м.
- По таблице найдём, что тангенс угла в 40° равен 0,84.
- Вычислим высоту кровли a = 3 · 0,84 = 2,52 м.
Видео: вычисление высоты и угла наклона кровли
Вес
В вес крыши включается масса всех слоёв кровельного пирога: финишного покрытия, контробрешётки, обрешётки и изоляционных материалов.
В вес кровли включают все материалы вплоть до теплоизоляционных плит
Допустим, нам необходимо определить вес крыши, покрытой битумной черепицей и утеплённой материалом плотностью 35 кг/м³, закатанным в рулон толщиной 0,1 м, длиной 10 м и шириной 1,2 м. В этом случае требуется сделать следующее:
- Рассчитать вес 1 м² теплоизоляционного материала по формуле 0,1 · 1,2 · 10 · 35 / (10 · 1,2) = 3,5 кг/м².
- Найти все остальные данные, то есть вес 1 м² финишного покрытия, паро- и гидроизоляции и деревянного каркаса из стропил и обрешётки, в таблице (см. ниже) или на этикетке товара в магазине.
- Сложить все полученные значения и умножить их на площадь крыши, тем самым определив вес всей кровли.
Таблица: вес 1 м² материалов для устройства кровли
| Материал | Вес 1 м² |
| Шифер | 10–15 кг |
| Ондулин | 4–6 кг |
| Керамическая черепица | 35–50 кг |
| Цементно-песчаная черепица | 40–50 кг |
| Битумная черепица | 8–12 кг |
| Металлочерепица | 4–5 кг |
| Профнастил | 4–5 кг |
| Контробрешётка | 18–20 кг |
| Обрешётка | 8–12 кг |
| Стропильная система | 15–20 кг |
Виды кровельных покрытий
При определении используемого материала для определенного вида кровли, учитывается угол наклона поверхностей.
Черепица
Наиболее распространенный материал при устройстве кровли подобного типа. Черепица бывает цементной, керамической, мягкой битумной, металлической.
Шифер
Применим ко всем видам вальмовых кровель. На выбор вида материала влияет тип чердачного помещения. Если планируется создание мансарды, от металлического шифера (профилированных листов) лучше отказаться. Оптимальным для жилых помещений является еврошифер, состоящий из стеклоткани и битумной пропитки. Минусом его считается только высокая стоимость.
Материал для вальмовой крыши
Порода и сорт древесины оказывают прямое влияние на длительность и надежность кровельной конструкции. Мастера советуют отдать предпочтение пиломатериалу из лиственницы или сосны. Все заготовки требуют предварительной обработки антипиренами и антисептиками.
Помимо древесины понадобится металлические крепления, гвозди, саморезы, анкерные болты.
Примечание. Формируя вальмовую стропильную систему на деревянном доме, который может дать усадку, мастера советуют использовать плавающие крепления для соединения стропил с мауэрлатом. Такой способ компенсирует подвижки венцов при естественной усадке дома из бруса или бревна.
Опора скользящая для стропил (закрытое скользящее крепление)
