Через какое расстояние устанавливают стропила

Расстояние между стропилами: принципы и примеры расчетов шага стропильной системы

Задача правильно рассчитать расстояние между стропилами – очень ответственная. От того, насколько серьезно вы приступите к ее решению, будет зависеть не только надежность и долговечность крыши, но и все последующие работы на ней: укладка утеплителя, монтаж кровельного покрытия, установка доборных элементов. Если просто подогнать шаг стропил под листы кровли, как это многие делают, то не факт, что между стропилами потом войдет утеплитель.

Если же ориентироваться только на утеплитель – первая же зима с ее обильным русским снегом сокрушит стропильную систему. Вот почему важно подобрать оптимальный шаг стропил для всех скатов, и как это сделать мы сейчас расскажем.

Содержание

Вот хороший видео-урок, как самостоятельно рассчитать расстояние между стропилами:

От чего зависит шаг между стропилами?

Итак, расстояние между стропилами определяется такими важными факторами, как:

1. Форма крыши (двускатная, односкатная или многоскатная).
2. Угол наклона крыши.
3. Параметры бруса, который используется для изготовления стропил (ширина, толщина).
4. Конструкция стропильной системы (наслонная, висячая или скользящая).
5. Совокупность всех нагрузок на крышу (вес покрытия, атмосферные осадки и др.).
6. Материал обрешетки (доска 20х100 или брус 50х50) и ее параметры (сплошная из дерева, с пробелами 10 см, 20 см или сплошная из фанеры).

Каждый из этих параметров нужно непременно принимать во внимание.

Онлайн-калькуляторы vs блокнот и карандаш

Для правильного расчета сечения стропил и шага их установки сегодня существует много сложных формул. Но помните, что такие формулы были в свое время разработаны больше для того, чтобы была возможность не столько идеально рассчитать конструктив крыши, сколько изучить работу таких элементов.

Например, сегодня пользуются популярностью несложные онлайн-программы, которые неплохо рассчитывают параметры стропил. Но идеально, если вы сможете самостоятельно поставить конкретные задачи и вычислить все, что вам нужно. Важно понять до мелочей, что именно происходит в стропильной системе во время эксплуатации, какие именно силы на нее воздействует и какие нагрузки. А компьютерная программа не всегда может учитывать все, то что замечает человеческий мозг. Поэтому мы советуем вам произвести расчеты все-таки вручную.

Декоративные стропила: 0% нагрузки

Первым делом определитесь с самым главным пунктом: типом крыши и ее назначением. Дело в том, что крыша жилого дома зимой выдерживает большую шапку снега, постоянный ветер на высоте, ее нередко утепляют изнутри, а вот к стропильной системе небольшой беседки, спрятанной под кронами деревьев, предъявляют совсем другие требования.

Например, если вы строите перголу в ее классическом понимании, то совершенно не важно, какое именно будет у нее расстояние между стропилами – это уже чисто эстетический фактор:

В приведенной иллюстрации видно, что даже в такой постройке есть свой шаг стропил. Ведь здесь он обеспечивает и эстетический фактор, и жесткость самой конструкции. Но выбирают шаг произвольным путем.

Функциональные стропила: подробный расчет

Подходим к главному вопросу: какое расстояние должно быть между стропилами крыши жилого дома? Вот здесь запаситесь терпением и внимательно изучите все нюансы.

Пункт 1. Длина стены и выбор шага стропил

Первым делом шаг установки стропил на крыше жилой постройки обычно выбирают конструктивно размеру здания, хотя и с учетом многих других факторов.

Например, проще всего устанавливать стропила с шагом 1 метр, поэтому для стены длиной 6 метров ставится стандартно 7 стропил. В тоже время можно сэкономить, поставив их с расстоянием 1 и 2 метра, и получится ровно 5 стропил. Можно поставить также с расстоянием 2 и 3 метра, но зато усилить обрешеткой. Но крайне нежелательно делать шаг стропил более 2 метров.

Пункт 2. Влияние снеговых и ветровых нагрузок на форму крыши

Итак, мы остановились на том, что среднее расстояние между стропилами обычной крыши – 1 метр. Но, если в местности значительная снеговая или ветровая нагрузка, крыша пологая или просто тяжелая (например, покрыта глиняной черепицей), тогда такое расстояние необходимо уменьшить до 60-80 см. А вот на крыше с уклоном более 45 градусов его можно даже увеличить на расстояние 1,2 м-1,4 м.

Почему это так важно? Давайте разберемся. Дело в том, что воздушный поток сталкивается на своем пути со стеной под крышей здания, и там происходят завихрения, после чего ветер ударяет в карнизный свес крыши. Получается, что ветровой поток как бы огибает скат крыши, но при этом стремясь ее приподнять. И в крыше в этот момент возникают силы, которые готовы ее сорвать или опрокинуть – это две наветренные стороны и одна подъемная.

Есть еще одна сила, которая возникает от давления ветра и действует перпендикулярно склону, стараясь словно вдавить скат крыши вовнутрь. И чем больше угол наклона ската кровли, тем больше имеют значение безопасные силы ветра и меньше касательные. А чем больше угол ската, тем реже нужно ставить стропила.

Понять, делать вам высокую крышу или пологую, поможет эта карта среднего значения ветровой нагрузки:

В российском климате на стандартную крышу дома значительную часть года воздействует такое атмосферное явление, как снег. И здесь тоже нужно учитывать, что снеговой мешок обычно скапливается больше на какой-то одной стороне крыши.

Вот почему в таких местах, где возможен снеговой мешок, нужно ставить спаренные стропильные ноги либо делать сплошную обрешетку. Проще всего определить такие места по розе ветров: с наветренной стороны ставят одиночные стропила, а с подветренной – спаренные.

Если вы впервые строите дом, тогда не найдетесь на собственную интуицию, а определите среднестатистическую снеговую нагрузку для своей местности по официальным данным:

Пункт 3. Вопрос утепления и стандартной ширины матов

Если вы планируете утеплять кровлю, тогда шаг стропил целесообразно ставить под стандартные размеры плит теплоизоляции, а это 60, 80 или 120 см.

Если потом подгонять утеплитель под уже существующие параметры крыши, будет много отходов, щелей, мостиков холода и прочих проблем.

Пункт 4. Качество и прочность используемого пиломатериала

Огромное значение также имеет то, какой именно материал вы используете для строительства стропильной системы. Так, для каждой породы древесины существует своя нормативная документация, которая касается ее несущей способности:

Т.к. для изготовления стропильной системы крыши в России чаще всего используется сосна и ель, их прочность на изгиб и особенности использования уже давно прописаны. Если же вы будете использовать древесину других пород, то нужно будет выводить поправочный коэффициент.

Кроме того, если на стропилах будут сечения, врубки или отверстия под болты, в этих местах нужно рассчитывать несущую способность бруска с коэффициентом 0,80.

Пункт 5. Расстояние между затяжками и балками перекрытия

Если крыша строится со связанными между собой стропильными фермами, и их нижний пояс используется одновременно в качестве балок перекрытия, тогда расстояние между фермами нужно делать в пределах 60-75 см, чтобы учитывать конструкцию будущего пола.

Пункт 6. Нагрузки на стропильные узлы

Итак, вот основные нагрузки, которые действуют на стропильную систему крыши:

1. Статические, куда входит вес самой стропильной системы, вес кровли, лежащего на крыше снега и доборных элементов.
2. Динамические, куда входит сила ветра, неожиданные повреждения кровли, вес человека и техники для ремонта и им подобные факторы.

И все они способны в определенный момент воздействовать на крышу одновременно, а поэтому и существует такое понятие, как критическое значение. Это именно то значение нагрузок, при котором крыша не выдерживает и деформируется.

Поэтому, если здание строится со значительными пролетами, то обязательно применяются стальные стропильные фермы. Дело в том, что напряжение в таких стержнях отсутствует, и вся нагрузка приходится на узлы – на них воздействуют сжимающие и растягивающие силы. А расстояние между такими фермами рассчитывается в зависимости от типа кровли и конструкции самой крыши.

Обычно унифицированную ферму ставят с пролетом, кратным шести, и поэтому между узлами фермы делается расстояние, кратное полутора метрам.

Пункт 7. Вес стропильной системы и кровельного пирога

Не забывайте, что главное предназначение стропил – удерживать на себе всю крышу, и ее вес при этом имеет немаловажное значение:

Пункт 8. Удобство монтажа кровельного покрытия

Влияет на расстояние между стропилами также такой фактор, как выбранное кровельное покрытие. Чем выше уклон крыши, тем больше кровельных материалов при этом будет использовано. А чем они тяжелее, тем чаще придется ставить под них стропила. И сплошная обрешетка также имеет свой вес:

У каждого вида кровли – свой оптимальный шаг стропил. Ведь многие стандартные листы по краям нужно крепить прямо в стропила или обрешетку, и важно, чтобы они совпадали. Иначе работа по покрытию кровли легко превратится в сущий ад на высоте, поверьте.

Вот почему даже перед началом монтажа нужно обязательно сделать раскладку, все несколько раз проверить. И знать некоторые важные тонкости по каждому из видов покрытий.

Определение нагрузок на крышу в целом и стропила в отдельности

Итак, мы определили, что, помимо других конструктивных факторов, на стропильную систему крыши одновременно действует целая совокупность нагрузок: вес обрешетки, шапка из снега, давление ветра. После того, как вы сложите все нагрузки вместе, обязательно умножьте их на коэффициент 1,1. Необходимо делать расчет на разрушение, т.е. на полную нагрузку, которая действует на крыше, плюс небольшой запас. Так вы сможете заложить дополнительную 10% прочность на случай непредвиденных обстоятельств.

Теперь остается только разделить общую нагрузку на планируемое количество стропил и выяснить, справится ли каждое из них со своей задачей. Если кажется, что конструкция будет хилой – смело добавьте 1-2 стропила в общее количество, и вы будете спокойны за свой дом.

Стандартная конструкция крыши – это стропила, решетчатые прогоны, и каждый из этих элементов срабатывает только на ту нагрузку, которая давит именно на него, а не на всю крышу в целом. Т.е. на каждое отдельно взятое стропило действует своя нагрузка: общая, но поделенная на количество стропильных ног. Поэтому изменением шага стропил вы изменяете площадь и силу нагрузки – уменьшая ее или увеличивая. Если же менять шаг стропил вам неудобно, поработайте с параметрами сечения стропильных ног, и общая несущая способность крыши увеличится в разы:

При этом расчете старайтесь добиться, чтобы самое длинное стропило было у вас в проекте не более шести с половиной метров, в противном случае – наращивайте их по длине. Для чего это нужно? На крышах с уклоном скатов до 30 градусов стропила — так называемые «сгибаемые элементы». Т.е. они работают именно на изгиб, и к ним есть определенные требования. А возможность прогиба стропил рассчитывают по специальной формуле. Если результат превышает норму, тогда стропила увеличивают по высоте и делают новый расчет.

А вот на крыше с уклоном скатов более 30 градусов такие стропила будут считаться «сгибаемо-сжатыми» элементами. То есть, стропила не только немного прогибаются под весом крыши, но и сдавливаются от конька к мауэрлату. Кроме того, на растяжение необходимо проверить и ригель, который обычно сдерживает две стропильные ноги.

Как видите, с подобными расчетами справится даже далекий от строительства человек. Главное – все учесть, быть внимательным и готовым потратить немного больше времени на проектирование, чтобы потом вся работа прошла быстро и четко.

Источник

Расстояние между стропилами односкатной и двухскатной крыши

Стропильная система представляет собой несущий каркас покатой крыши, который образует ее конфигурацию и включает наклонные балки, отвесные стойки, подкосы, подстропильные прогоны. По периметру стен устанавливают обвязочный мауэрлат для опоры. Шаг стропил – это расстояние, через которое устанавливают косые элементы, с помощью правильно выбранного промежутка нагрузка одинаково передается нагруженным стенам.

Факторы, определяющие расстояние между стропилами

Расстояние между стропилами зависит от конфигурации крыши и несущих возможностей древесины

По нормам промежуток не превышает 1 м, а минимальное значение — 0,6 м. Для утепленной крыши показатель выбирают так, чтобы расстояние было равно ширине изоляционного материала, иначе получится много обрезков, швов, которые нужно дополнительно обрабатывать. Шаг определяют в зависимости от качества древесины и ее несущих возможностей.

Шаг косых опор зависит от условий:

• конфигурации крыши;
• наклонения скатов;
• сечения стропил;
• типа системы;
• величины общих нагрузок;
• материала реечной обрешетки и ее размерных параметров.

На расстояние между стропилами двухскатной крыши или любой другой формы влияет разновидность материала. Профлист, шифер, мягкие настилы по-разному сопротивляются усилиям и отличаются различным весом. Натуральная черепица имеет немалую массу, поэтому для ее укладки ставят усиленную систему несущих конструкций.

Металлочерепица весит немного, но отличается жесткостью, хорошо держит снег, поэтому для нее промежуток стропил увеличивают от 0,6 до 0,95 м при сечении наклонного прогона 50 х 150 мм.

Форма крыши

Односкатная стропильная система подвергается большим нагрузкам

В односкатных кровлях уклон обычно ограничен, поэтому стропила подвергаются большим усилиям. Расстояние между косыми упорами выбирают 0,6–0,7 м. Для покрытия конструкций применяют легкие материалы и делают сплошную обрешетку из досок или панелей ДСП.

Двухскатную кровлю устраивают часто, т. к. строение имеет высокие технические характеристики. В этом случае играет роль наклон, от которого зависит длина косых опор. Шаг стропил двускатной крыши устанавливают с учетом материала настила, типа обрешетки, длины пролета.

Мансардная крыша часто состоит из двух частей разного уклона, обычно крутизна нижнего отдела больше для увеличения подкровельного пространства. Разрабатывают две системы стропил, в которых принимают разный интервал установки. Для нижней части принимают 0,9 м, а в верхнем скате стропила ставят на расстоянии 0,65–0,75 м.

Вальмовая крыша отличается сложной системой со скатами по торцам и бокам, у которых разнородная протяженность и крутизна. Кровельный каркас требует сложного расчета, т. к. стропила опираются не на коньковую балку, а на тетиву, под углом стягивающую ферму.

Угол наклона крыши

Небольшой угол наклона крыши способствует накоплению снега и увеличивает нагрузку на стропила

Стандартными наклонами считают углы от 20 до 50°, наклоны меньшего значения способствуют скоплению снеговых масс и нарастанию нагрузки на конструктивную систему крыши. Повышение крутизны также увеличивает усилие действия ветра, особенно это важно для многоэтажных зданий.

Есть нормативные показатели наименьшего уклона крыш из разных материалов:

• черепица, шифер — 22°;
• мягкая черепица, профлист — 12°;
• металлочерепица — 14°;
• ондулин — 6°.

Шифер весит немало, при рекомендованном нормами уклоне под него ставят наклонные элементы с промежутком 0,8 м. Промежуток между наклонными балками под профнастил зависит от высоты гофры на листах и соответствует значению 0,6–0,9 м. Большая высота волны повышает жесткость покрытия и сопротивление весу снега, поэтому расстояние увеличивают, если соблюдается рекомендованный уклон крыши.

Под ондулин монтируют стропилины с аналогичным шагом, если уклон небольшой. Сплошное основание делают из ДСП, листов водостойкой фанеры, поэтому шаг стропильных ног принимают равным половине ширины панели. Стропилины под поликарбонат делают прямыми или полукруглыми под разным наклоном. Обычно из-за легкости прозрачных листов шаг принимают в диапазоне 1,5–2,0 м.

Параметры стропил

Керамическая черепица имеет большой вес, поэтому древесину для стропил необходимо подбирать из твердых пород

Распространенным материалом служит древесина, такие стропила устанавливают в жилых зданиях и хозяйственных строениях. Металлические элементы, железобетонные прогоны, фермы монтируют при возведении промышленных объектов с большими пролетами.

Параметры стропил зависят от многих условий, например, материала покрытия:

• Профнастил. Берут бруски поперечным сечением 50 х 75 мм, 75 х 100 мм или ставят доски толщиной 25–50 мм, шириной до 150 мм.
• Профилированные сэндвич панели для крыши. Такой настил требует минимального сечения бруса, т. к. изделия отличаются большой жесткостью. Используют брус размером 50 х 50 мм.
• Поликарбонат. Ставят металлический квадратный профиль (под арки) сечением 45 х 45 мм или деревянные рейки для скатной прямоугольной кровли сечением 50 х 50 мм
• Керамическая черепица. Поперечные размеры брусков 50 х 150 мм, при большой нагрузке принимают 60 х 200 мм.

Стропила делают из сухого дерева, процент увлажнения не должен превышать 15%. Лаги крыши прокладывают горизонтальными балками сечением 100 х 150 мм. Кобылки (выпуски стропильных ног) берут сечением, в котором размерные габариты наполовину меньше аналогичного размера стропила.

Конструкция стропильной системы

Стропильная система включает в себя добавочные элементы из древесины, усиливающие конструкцию

Чтобы найти, через какое расстояние ставятся стропила, учитывают строение несущей схемы кровли.

Конструкция включает элементы:

• наклонные стропила;
• отвесные стойки;
• подкосы, затяжки, кобылки.

В деревянных или каркасных строениях наклонные стропилины опирают на верхний венец или обвязку каркаса. По периметру стен из камня производится установка опорно-обвязочного бруска сечением 150 х 100 мм. Иногда мауэрлат ставят только под стропилины. Подкосы и стойки делают из досок размером 25 х 150 мм.

Стропильные ноги между собой внизу скрепляют затяжками, которые соединяют методом врубки. Кобылка удлиняет нижнюю часть стропилины для организации свеса и представляет собой кусок доски. Нарожник представляет собой укороченную наклонную балку для поддержки ската между карнизом и накосным прогоном.

Совокупность всех нагрузок

Стропильная система должна выдерживать совокупный вес всех слоев крыши

Проект разрабатывают с учетом типа крыши, крутизны скатов и вида настила. Чтобы определить, какое расстояние должно быть между стропилами, находят величины всех усилий, действующих на систему, и складывают.

Список стандартных и непостоянных нагрузок включает:

• массу материалов несущей системы и обрешетки;
• вес настила, изоляционных слоев;
• вес декоративных и структурных частей мансарды;
• действие ветра;
• массу снега;
• вес обслуживающих работников на кровле.

Для расчета берут длину скатов и умножают на протяженность свеса, так получают квадратуру крыши. Расчетные нагрузки ветра и снега принимают по информационным таблицам в СНиП 2.01 – 1985 «Нагрузки и воздействия».

Конечный результат дает приблизительное представление о минимальном допустимом интервале, т. к. учитывают размер утеплителя и особенности обрешетки. Принимают во внимание устройство слуховых окон и прохождение дымовой трубы, чтобы впоследствии не реконструировать стропилины.

Материал обрешетки и ее параметры

Обрешетка служит основанием под отделочные материалы и укрепляет конструкцию

Обрешетка поддерживает настил и обеспечивает дополнительную жесткость несущей конструкции. Сечение реек и интервал между ними зависит от материала и крутизны скатов.

Профнастил требует уменьшения шага обрешетки с увеличением крутизны скатов. Если стропила стоят на расстоянии 0,8-0,9 м, а крыша имеет наклон меньше 15°, то рекомендуется частота прибивания досок обрешетки шириной 100 мм через 50 мм.

• сплошная — зазор не больше 10 мм;
• обычная — интервал 20 – 40 мм;
• разреженная — промежуток 50 – 75 мм.

Под мягкую кровлю чаще ставят сплошное основание из фанерованного материала, чтобы покрытие не прогнулось и выдержало усилия от снега и ветра. Для волнистого битумного ондулина ставят дощатую обычную обрешетку. Гладкий асбестоцементный шифер крепят на сплошную обрешетку, а для гофрированного предусматривают разреженную.

Минимально допустимое сечение стропильных ног

Размеры стропил при определенном угле наклона крыши

Для изготовления стропил больше подходит доска, т. к. она выдерживает большие нагрузки и представляет собой недорогой вариант материала.

Поперечное сечение определяют исходя из расстояния между стропил и их протяженности (высота крыши):

• шаг 2,0 м, длина ноги 3,0, 4,0, 5,0, м — сечение, соответственно: 100 х 150, 100 х 200, 100 х 250 мм;
• шаг 1,75 м, длина ног 3,0, 4,0, 5,0, м — сечение: 75 х 150, 75 х 200, 100 х 200 мм;
• шаг 1,1 м, размер стропилин по длине 3,0, 4,0, 5,0, м — сечение: 75 х 150, 75 х 175, 75 х 200 мм;
• шаг 0,9 м, длина ноги 3,0, 4,0, 5,0, м — сечение: 50 х 150, 50 х 200, 75 х 250 мм;
• шаг 0,6 м, размер стропилин 3,0, 4,0, 5,0, м — сечение: 40 х 150, 50 х 150, 50 х 200 мм.

Учитывают материал настила, например, под шифер или натуральную черепицу размер сечения увеличивают по сравнению с легким профнастилом или ондулином.

Расчет количества материала

Количество балок зависит от общей площади крыши и шага укладки

Длину свеса крыши делят на ориентировочный шаг стропил. Полученный результат округляют в сторону увеличения и прибавляют единицу. Так получают количество стропилин. Чтобы выяснить точное расстояние между элементами, делят длину карниза на количество стропил.

• длина свеса 27 м, ориентировочный промежуток 0,8 м;
• вычисление числа стропил: 27 / 0,8, получают 33,75 (34) штуки, прибавляют 1, получают количество 35 шт.;
• точная величина интервала: 27 / 35 = 0,77 м.

Количество обрешеток узнают, разделив длину ската на расстояние шага. Общую длину досок или реек считают, перемножив их количество на размер свеса по длине. Учитывают, что в сложных местах примыкания, коньковой области, на карнизе ставят двойную обрешетку.

Подготовительные работы

Готовят стены и перекрытия строения, хотя визуально может не быть видно перепадов. Разница по высоте становится очевидной при последовательной укладке опорного бруса. Стараются выровнять углы дома. Кладку равняют раствором, выполняя стяжку в нужных местах, а деревянный каркас приводят в готовность с помощью подкладок, выпуклости стесывают.

Для коррекции сруба используют шнурок, его крепят к двум крайним балкам на нужной высоте. Горбыли стесывают так, чтобы на краю балок получились горизонтальные области. Контрольный шаблон прикладывают к трем балкам одновременно и проверяют уровень горизонта. Если рейка с прибором малая по длине, привязывают длинный брусок. Размечают места выборки под стропильные зубы, ставят куски контрольных реек, которые обозначают центральную ось.

Особенности установки своими руками

Способ укладки стропил на мауэрлат

Гнезда для опирания стропилин всегда должны иметь горизонтальные площадки и вертикальные стенки. Нарушение правила ведет к потере устойчивости и смещению несущих элементов.

Изготовление шаблона стропильной конструкции:

1. Две доски толщиной 25 мм, длиннее стропилины на 10 см скрепляют на вершине болтом, чтобы была возможность поворота.
2. На рейке по центру шипца отмеряют расчетную высоту системы.
3. Скрепленные доски ставят на конечные перепустки, чтобы их края упирались в выборку под зуб.
4. Совмещают точку крепления и отметки на рейке для определения размера стропилины по длине.
5. На нижнем краю откладывают размер зуба, опускают шаблон на землю и выпиливают шип.
6. Примеряют заготовку на месте, заводя шипы в предназначенные вырубки.

Если после монтажа не совпадает вершина с отметкой на рейке, ее корректируют, отпуская болт, и новое положение отмечают на рейке. Замеряют размеры ригелей, стоек, кобылок, затяжек и других элементов стропильной фермы. После изготовления требуемых изделий их ставят в монтажное положение.

Источник