Шаг стропил односкатной крыши под шифер

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

Обрешетка под шифер: советы правильного устройства

Обрешетка – это специальная конструкция, служащая основанием для непосредственного крепления кровельного материала. Благодаря ей между поверхностью крыши и ее изоляцией создается зазор, через который без задержки выводятся конденсат и пары воды.

Обрешетка под шифер главным образом перераспределяет нагрузку, вызываемую кровельным покрытием, и компенсирует усилия от ветра и снега.

Какие материалы необходимы при устройстве обрешетки для шифера ↑

Основание под усиленный шифер выполняют из ровных и прямых деревянных брусков (второй или третий сорт) со следующими размерами:

сечение – 5 на 5 для стандартных асбестоцементных листов или 7,5 на 7,5 см для усиленных; длина – 3,5–6,5 м.

Больше всего для такой конструкции подходят сосна, осина, пихта либо ель. Материал должен быть хорошего качества и достаточно сухим, его влажность не может быть больше 12%. Внешне о начале развития гниения могут свидетельствовать синеватые пятна либо разводы. Также на нем должны отсутствовать выпадающие сучки, свилеватость. Каждый элемент, выбранный для обрешетки, должен быть ровным и прямым.

Чтобы основание послужило дольше, его необходимо защитить от загнивания. Для этого материалы проходят обработку антисептиками, к примеру, фтористым натрием, или его красят. Сухую древесину можно также покрыть олифой либо смолой. Антисептики бывают разного цвета. Это дает дополнительные преимущества, поскольку можно с легкостью отличить обработанные участки от необработанных.

Необходимо также обеспечить пожаробезопасность. Для этого используют специальные химические растворы – антипирены. При высоких температурах начинается процесс плавления или они выделяют газы, которые препятствуют горению. После такой обработки древесина не возгорается, а всего лишь тлеет. Подобным образом обрабатывают также стропила под шифер.

Некоторые составы имеют двойное действие – защищают как от гнили, так и от огня. Для обработки используют кисти, причем составы, как правило, наносятся в три слоя с перерывом в 3–4 часа. За это время древесина обычно успевает просохнуть.

Проверить качество пропитки достаточно просто: пропитанный кусочек древесины поджигают и если у него достаточная степень обработки, то гореть он будет исключительно в условиях открытого пламени. Если же источник огня убрать, то дерево потухнет или в крайнем случае будет тлеть.

Бруски крепят к стропилам с помощью оцинкованных гвоздей без шляпки, длина которых равна суммарной толщине обоих брусков.

Конструкция стропильной системы ↑

Пиломатериалы, предназначенные для устройства несущей конструкции, выдерживают сначала в штабелях, чтобы выровнять уровень влажности. После сушки на них обязательно образуется изгиб, каждая часть которого получила свое название: горб для выпуклой и лоток для вогнутой. Стропила следует укладывать горбом вниз, чтобы даже если на них попадет влага, то она скатилась бы вниз, а не на чердак. Поэтому перед устройством стропильной конструкции брусья предварительно раскладывают на земле, чтобы выяснить направление изгиба.

Кстати, это в равной степени касается и элементов обрешетки.

Следует также выбраковать и сучковатый пиломатериал, так на практике он может не выдержать тяжести кровли.

Рекомендованный шаг стропил под шифер изменяется в пределах одного-двух метров. Более точно его значение из этого диапазона подбирают с учетом длины конька.
Схематически устройство стропильной конструкции можно описать так:

стропильную пару образуют из брусьев, соединенных под определенным углом, который зависит от конструкции крыши; пару укрепляют при помощи ригеля; обрезку стропил под угол, требуемый для его крепления к мауэрлату или в случае сруба к верхнему венцу лучше выполнять, используя шаблон, вырезанный из доски, желательно обрезной; в качестве крепежного элемента используют гвозди длиной в 15–20 см, а для усиления сопряжения можно порекомендовать специальные скобы или кронштейны из металла.

Устройство обрешетки: размеры и монтаж ↑

По конструкции различают два варианта основания под асбоцементные листы :

сплошная, для выполнения которой используется доска, фанера либо листы OSB. Данную технологию используют преимущественно в случае кровли из плоских асбоцементных листов. Однако, сплошной настил необходим также в местах, где риск скопления осадков достаточно высок, в результате чего повышается нагрузка на несущую конструкцию, к примеру, в районе конька или ендова. разреженная, которой вполне достаточно для устройства кровли из волнистых листов. Расстояние между элементами выбирают для каждого случая индивидуально, исходя из таких параметров, как вид материала, количество волн, толщина и длина листа.

Четные бруски необходимо располагать на 30 мм выше нечетных, чтобы сглаживая внутреннее напряжение листового материала и не позволить ему лопнуть.

Обрешетку начинают укладывать с выбранным шагом снизу, двигаясь по направлению конька. Ее элементы прибивают к стропилам при помощи гвоздей второе более длинных, чем толщина брусков. В этом случае можно предотвратить любые подвижки элементов несущей конструкции, возможных из-за температурных деформаций либо сильных порывов ветра.

Нельзя исключать, что при укладке основания ее элементы могут оказаться короче длины ската, и их нужно будет состыковывать. При этом необходимо следовать следующему правилу: стыковку выполняют обязательно по центру стропила, причем гвозди следует забивать наискосок с отступом от кромки бруска на несколько сантиметров.

Бруски обрешетки, которые выступают за свес кровли над фронтоном, после завершения монтажных работ выравнивают по натянутому строительному шнуру. Затем фиксируют ветровую доску.

При расчете длины поперечных обрешетин учитывается ширина шифера . Параллельно выбирается и ширина фронтонного свеса.

Если предполагается использовать чердак под жилое помещение, то до устройства обрешетки необходимо грамотно выполнить теплоизоляцию, паро- и гидроизоляцию кровли. Учитывая хрупкость асбоцементных листов, кровельную гидроизоляцию желательно выполнять в любом случае.

Источник