Пошаговый расчет длины и сечения стропил

poshagovyj-raschet-dliny-i-secheniya-stropil (1)    Для того чтобы крыша вашего дома прослужила максимально долго, необходимо не только приобрести надежный кровельный материал, но и правильно рассчитать сечение брусков для стропильной системы. От точности вычислений напрямую зависит функциональная пригодность и целостность всех без исключения конструкций особняка.

Читайте также: Устройство стропильной системы шатровой крыши

Как же производится расчет как длины, так и сечения стропил? Подробнее об этом рассказывается в данной статье.

Основные принципы расчета

Приступая к работе, необходимо учитывать все возможные нагрузки. К таковым, в частности, относятся:

  • общий вес самой кровли;
  • масса внутренней отделки (если вы планируете соорудить мансарду);
  • климатические условия характерные для вашей местности.

poshagovyj-raschet-dliny-i-secheniya-stropil (1)Чтобы произвести расчеты, подготовьте:

  • калькулятор;
  • рулетку;
  • бумагу и писчие принадлежности.

Точно выяснить, какие именно брусья должны подойти в вашем случае, помогут такие сведения:

  • тип стропильной системы;
  • количество и длина пролетов;
  • расстояние между ногами;
  • актуальные для вашего региона снеговые и в равной степени ветровые нагрузки.

Если в собственных силах особой уверенности нет, то лучше обратитесь за помощью к профессиональному архитектору – его услуги обойдутся вам гораздо дешевле, чем ликвидация последствий неправильных вычислений.

О нагрузках

На сечение бруса оказывает влияние как постоянные, так и периодические нагрузки. К первым относится вес:

  • стропильной системы;
  • устанавливаемой обрешетки;
  • используемого кровельного материала;
  • теплоизоляции и пр.

Необходимо определить массу по каждому пункту и затем суммировать полученные результаты.

poshagovyj-raschet-dliny-i-secheniya-stropil (2)К временным нагрузкам причисляют:

  • ветер;
  • снег;
  • вес работников, занимающихся обустройством крыши;
  • в сейсмически опасных зонах – землетрясения.

Ветровая и снеговая нагрузка

Для каждого региона существуют специально разработанные таблицы с необходимыми показателями – их нетрудно отыскать в интернете. Нагрузки климатического характера содержатся в картах, являющихся приложением к СП 20.13330.2011. Вам достаточно будет найти регион проживания и посмотреть, какой показатель для него считается стандартным. Если конкретного своего населенного пункта вы не обнаружите – выбирайте тот, что располагается ближе всего по широте.

Собственно, вычисление производится максимально просто – нормативный вес снега (из расчета на метр квадратный) умножается на особый коэффициент, величина которого зависит от степени наклона крыши. Так, при:

  • 25 градусах он равен единице;
  • от 25 до 60 – 0,7.

poshagovyj-raschet-dliny-i-secheniya-stropil (3)Для более крутых кровель масса снега не учитывается, поскольку он просто не сможет на них задержаться.

Сила ветровой нагрузки также содержится в стандартных таблицах. Ее требуется умножить на величину давления движущегося воздуха, изменяющуюся в зависимости от высоты здания. Средневзвешенные данные, касающиеся рассматриваемых видов нагрузки, необходимо обязательно откорректировать в соответствии со спецификой возводимого дома.

Вычисление длины стропил

Для стандартной двускатной крыши применяют известную со школьных времен теорему Пифагора.

Примем, что:

  • С – длина стропила;
  • В – полширины дома;
  • А – высота конька.

Здесь к квадратному корню, извлеченному из А², добавляем В². К полученному результату следует еще приплюсовать не менее 50 сантиметров на свес и крепление к коньку.

Стандартные значения

В качестве примера мы возьмем климатические условия характерные для широты Москвы и области.

Тут для мауэрлата применяется брус:

  • 100 на 100 миллиметров;
  • 150 на 100;
  • 150 на 150.

Из материала сечением 200 на 100 миллиметров изготавливают:

  • стропильную ногу;
  • диагональную ендову.

Для прогонов берут брус:

  • 100 на 100;
  • 200 на 100;
  • 150 на 100.

poshagovyj-raschet-dliny-i-secheniya-stropil (4)Кроме того, для:

  • затяжки хватит досок 150 на 50;
  • ригелей – брус 200 на 100 или 150 на 100;
  • стоек – 100 на 100 либо 150 на 150;
  • на карнизы, кобылку и подкосы – 150 на 50;
  • подшивка и лобовая доска – 22 на 100 мм.

Пример

Чтобы было нагляднее, произведем расчет на примере. На стропила крыш, имеющих уклон меньше 30 градусов, воздействует по большей мере только изгибающий момент. Для более крутых используют также и сжимающую силу.

Для пологих кровель необходимо вычислить максимально возможный момент изгиба, с учетом суммы всех нагрузок. При этом все временные факторы учитывают по самым крупным значениям, указываемым в таблицах.

Стропила, которые имеют лишь 2 опоры, как нетрудно догадаться, больше всего будут прогибаться посередине. Если же там есть вертикальный крепеж, то изгиб направляется вверх, а не вниз.

Чтобы не ошибиться, следует точно соблюсти всего два правила:

  • не допустить рост внутреннего напряжения в самом брусе из-за действующей нагрузки (если она выше нормального показателя сопротивления на изгиб);
  • общий прогиб ноги разрешен в пределах соотношения L/200 (то есть деформироваться элементу можно лишь на 1/200 от его длины – для 2-метровой балки это 1 см).

Все остальные вычисления необходимы лишь для определения размера стропильной ноги соответствующим нашим условиям. Для этого используют одну из двух формул:

  • первая позволяет определить высоту бруса (толщина указывается произвольная);
  • вторая помогает определить его ширину при какой угодно высоте.

В нашем примере:

  • b – это ширина балки;
  • h – высота;
  • W – отношение М к Rизг;
  • g – общая нагрузка, действующая на стропило;
  • L – протяженность пролета (он у нас равен 4 метрам).

Сама формула выглядит так: b = 6Wh². М определяем следующим образом: М = g × L2 ÷ 8.

Rизг для брусьев, сделанных из сосны, составляет по нормативу 130 килограммов на квадратный сантиметр. Общую нагрузку мы задаем как 345 кг/м.

Таким образом, M будет равно 690 кг/м (345 × 16 ÷ 8). Перевести результат в нагрузку на сантиметры несложно – необходимо его разделить на 100. В сумме у нас выйдет 0,69кг/см

Далее определяем W. Для этого 0,69 ÷ 130. Выйдет 0,00531 сантиметра.

В высчитываем так: 6 × 0,00531 × 152. Получается 7,16. При произвольно взятой ширине балки в 150 миллиметров ее высота составляет после округления результата 75 мм (делается исключительно в большую строну).


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *