Как выполнить расчёт стропильной системы двухскатной крыши — онлайн калькулятор не понадобится

Чтобы кровля была прочной, ее нужно правильно рассчитать

Как посчитать параметры двускатной крыши частного дома? Можно воспользоваться онлайн-калькулятором. Но что делать, если нет возможности применить калькулятор стропил? При желании, вы можете на бумаге рассчитать основные параметры строительства кровли. Я расскажу, как выполнить расчёты в соответствии с нагрузками, действующими на стропильную систему.

Содержание

Факторы, влияющие на стропильную систему
Вычисление максимальной тяжести снега
Вычисление максимально допустимого давления ветра
Вычисление массы кровли
Подведем итоги

Факторы, влияющие на стропильную систему

Иллюстрации	Параметры вычислений
	Тяжесть снега. Несмотря на уклон скатов, на поверхности кровли, как показано на фото, скапливается большое количество снега. Масса снежного покрова оказывает воздействие на пирог крыши, на стропила и на несущие стены.
	Давление ветра. В зависимости от угла наклона, на кровлю оказывает влияние ветер. Инструкция расчёта предполагает вычисление того угла стропил, при котором снег будет сползать вниз, но при этом воздушный поток не будет срывать покрытие.
	Вес кровельного материала. Пирог — это многослойная конструкция, которая, в зависимости от количества конструктивных элементов, имеет ту или иную массу. Значит, при вычислениях своими руками нужно найти оптимальное соотношение параметров пирога и материала, из которого возведены несущие стены.
	Вес стропил. Чем прочнее стропила, тем они тяжелее и их цена выше, и наоборот, снижение прочности стропил приведет к тому, что система будет легче. Наша задача, при расчётах выбрать те параметры стропил, которые будут соответствовать механической нагрузке от кровельного материала.

Вычисление максимальной тяжести снега

Величину максимальной тяжести снега можно рассчитать по формуле S=µ·Sg, где:

S — величина снеговой нагрузки (в кг/м 2);
µ — коэффициент уклона крыши (зависит от угла наклона стропил α);
Sg — нормативный вес снега (в кг/м 2).

Для того чтобы делать подсчеты по предложенной формуле, определимся с зависимостью условной величины µ от угла наклона α.

Уклон ската α — это угол между стропильной ногой и затяжкой в перекрытии, в то время как L — это ширина основания, поделенная напополам, а H — это высота подъема от затяжки до линии конька

На схеме можно видеть соотношение угла наклона ската и геометрических параметров стропильной фермы, которая образуется диагональными и горизонтальными балками.

В левой колонке показан результат деления H на L, а в правой колонке показан соответствующий угол наклона ската

В таблице 1 предложены уже просчитанные результаты деления таких величин, как высота кровли до конька и половина затяжки — балки формирующей потолочное перекрытие.

Угол наклона (α), равный 30° или меньше, соответствует коэффициенту (µ) 1. Если угол равен или больше 60°, то µ равен 0. Если 60°>α>30°, то значение µ можно посчитать по формуле: µ = 0,033·(60-α).

Нормативную величину Sg можно узнать по карте, где цифрами от I до VIII показаны районы снеговой нагрузки

Параметры нормативной снеговой нагрузки в кг/м²:

I — 80;

II — 120;

III — 180;

IV — 240;

V — 320;

VI — 400;

VII — 480;

VIII — 560.

После того, как известен коэффициент уклона стропил и параметры нормативной тяжести снега, возвращаемся к формуле S=µ·Sg, вставляем имеющиеся параметры и выполняем расчет стропил с учетом воздействия слоя атмосферных осадков.

Вычисление максимально допустимого давления ветра

По этой карте можно определить давление ветра на всей постсоветской территории

Важность подсчетов воздействия ветра обусловлена следующими моментами:

Если угол наклона α больше 30°, увеличивается парусность конструкции. Из-за этого на один из скатов или на фронтон приходится дополнительное давление что негативно влияет на состояние конструкции.
Если угол наклона α меньше 30°, при огибании кровли воздушным потоком образуется аэродинамическая подъемная сила и зона турбулентности под свесами.

В таблице показано соотношение территориальных регионов и нормативных (условных) значений воздействия ветра в кг/м² и в кПа

Вычисление допустимой нагрузки воздушного потока выполняется по формуле Wo·K·C = Wm, где:

Wm — максимально допустимое воздействие воздушного потока;
Wo — условное воздействие воздушного потока (определяется по Таблице 2 и по карте давления ветра);
K — коэффициент изменения воздействия воздушного потока по высоте (показан в Таблице 3 в соотношении с высотой здания);
C — коэффициент аэродинамического сопротивления.

В таблице показаны соотношения высоты строительных объектов и коэффициенты ветрового давления

Коэффициент аэродинамического сопротивления C в соответствии с конфигурацией крыши и здания может иметь значение <1,8 (ветер поднимает крышу), >0,8 (ветер давит на один из скатов). Упростим расчёт в сторону увеличения прочности и допустим, что значение коэффициента C равно 0,8.

Теперь, когда известны все коэффициенты, осталось вставить их в формулу Wo·K·C = Wm и посчитать максимально допустимое значение воздействия воздушного потока Wm.

Вычисление массы кровли

В таблице показан примерная масса популярных кровельных покрытий

Покупая покрытия для крыши, вес можно узнать у продавца или на упаковке. Но для того, чтобы заранее рассчитать, какой материал подойдет, можете воспользоваться таблицей. Для расчёта нужно посчитать площадь скатов крыши и помножить на предложенные величины.

В таблице показана примерная тяжесть конструктивных элементов в составе кровельной системы

Кроме массы покрытия, на несущие стены приходится тяжесть самих стропил, досок обрешетки, контробрешетки и т.п. Со средними значениями тяжести элементов стропильной системы можно ознакомиться в предложенной таблице.

Значения веса даны из расчёта килограмм на квадратный метр из расчета, что расстояние между досками обрешетки составляет стандартные 50-60 см. Чтобы посчитать массу конструкции, узнаем площадь скатов и умножаем на предложенные значения.

Результаты вычислений желательно округлять в большую сторону, чтобы полученное значение обеспечивало наибольшую прочность стропильной системы.

Подведем итоги

Теперь вы знаете, с учетом каких факторов выполняется расчет стропильной системы кровли, а потому сможете посчитать необходимые значения самостоятельно, не используя онлайн калькулятор расчета. Больше полезной информации можно найти, посмотрев видео в этой статье. Интересующие вопросы задавайте в комментариях.