Интернет-магазин 
Стропильная система — несущая часть кровли, которая воспринимает большие нагрузки. Правильно рассчитать расстояние между стропилами – задача очень ответственная. От того, насколько серьезно вы приступите к её решению, будет зависеть не только надёжность 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 её обильным русским снегом может разрушить стропильную систему. Вот почему важно подобрать оптимальный шаг стропил для всех скатов, и как это сделать, мы сейчас расскажем.
От чего зависит шаг между стропилами
Основные элементы стропильной системы — наклонные балки, или стропильные ноги, лежащие на двух опорах (мауэрлате). К ним крепится обрешётка или сплошной настил, сверху — кровельное покрытие. В утеплённых крышах кровельный пирог дополнительно включает теплоизоляцию, которая располагается между стропилами.
Каждая стропильная нога воспринимает нагрузку с грузовой площади, расположенной между балками.
Расстояние между стропилами определяется такими важными факторам:
- Форма крыши (двускатная, односкатная, многоскатная, вальмовая и т.д.).
- Угол наклона.
- Размеры крыши.
- Параметры бруса, который используется для изготовления стропил (ширина, толщина).
- Конструкция стропильной системы (наслонная, висячая или скользящая).
- Совокупность всех нагрузок на крышу (собственный вес, вес кровельного покрытия, обрешётки, плёнок, утеплителя, ветровые и снеговые нагрузки, возможность эксплуатации).
- Конструкция обрешётки решётчатая или сплошной настил.
Каждый из этих параметров нужно непременно принимать во внимание. При расчёте шага между стропилами необходимо достичь такого значения, чтобы при заданном сечении стропила были достаточно нагружены, но при этом отсутствовали опасные деформации.
Онлайн-калькуляторы VS блокнот и карандаш
Для правильного расчёта сечения стропил и шага их установки сегодня существует много сложных формул. Но помните, что такие формулы были в своё 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 всё, что вам нужно. Важно понять до мелочей, что именно происходит в стропильной системе во время эксплуатации, какие именно силы на неё воздействуют и какие нагрузки. А компьютерная программа не всегда может учитывать всё то, что замечает человеческий мозг. Поэтому мы советуем вам произвести расчёты все-таки вручную.
Декоративные стропила: 0% нагрузки
Первым делом определитесь с самым главным пунктом: типом крыши и её назначением. Дело в том, что крыша жилого дома зимой выдерживает большие снеговые и ветровые нагрузки, её нередко утепляют изнутри, а вот к стропильной системе небольшой беседки, спрятанной под кронами деревьев, предъявляют совсем другие требования.
Например, если вы строите перголу в её классическом понимании, то совершенно неважно, какое именно будет у нее расстояние между стропилами – это уже только эстетический фактор.
Функциональные стропила: подробный расчёт
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 соответственно длине здания. Для удобства желательно, чтобы расстояния между наклонными балками были одинаковыми. Чаще всего стропила укладывают с шагом 0,6 -1,4 м, но возможны и другие решения, если они обоснованы экономическим расчётом.
Например, проще всего устанавливать стропила с шагом 1 метр, поэтому для стены длиной 6 метров ставится стандартно 7 стропил. Экономить не рекомендуется, поскольку стропила — основной несущий элемент кровли. Усилить обрешёткой их не получится, поскольку у обрешётки другая задача — служить для крепления кровельного покрытия, передавать нагрузку стропильным балкам и обеспечивать жёсткость конструкции.
Пункт 2. Влияние снеговых и ветровых нагрузок на форму крыши
Второй шаг в расчёте — сбор нагрузок. Под воздействием снеговых и ветровых нагрузок в стропильной системе возникают разные напряжения. Наша задача — подобрать такую форму крыши, чтобы их минимизировать.
Выпавший снег под действием силы тяжести оказывает максимальное давление на горизонтальные поверхности. Следовательно, чем меньше уклон скатов, тем выше снеговая нагрузка. Поэтому в регионах с частыми и обильными снегопадами рекомендуется устраивать кровли с большим уклоном.
С ветровой нагрузкой дело обстоит иначе. Чем выше крыша, тем больше её парусность. Поэтому более рационально в «ветреных» регионах строить дома с плоскими или малоуклонными кровлями.
Ветровые нагрузки
Ветровую нагрузку определяют согласно СП 20.13330.2016. Она подразделяется на основную, пиковую, резонансную и аэродинамическую и зависит от следующих факторов:
- форма здания и его высота;
- наклон скатов;
- регион;
- тип местности и окружающей застройки.
Для определения нормативной нагрузки нужно определить свой ветровой регион. В России их всего 7.
Для малоэтажных частных домов сложные расчёты не проводят, а применяют коэффициент k, который учитывает изменение давления ветра по высоте, и аэродинамический коэффициент с, равный 0,8. Коэффициент k может как повышать, так и понижать значение ветровой нагрузки. В открытой местности при высоте здания более 10 м он достигает 1,25. И наоборот, в плотной городской застройке при высоте дома до 10 м он значительно меньше — всего 0,4.
Аэродинамический коэффициент с находят по таблице в приложении СП. Он зависит от уклона ската и среднего направления ветра. Сначала определяют значение с для всех участков кровли с наветренной и подветренной стороны. Затем выбирают максимальное значение, которое участвует в дальнейшем расчёте. Далее умножают нормативную ветровую нагрузку на все коэффициенты. Для запаса прочности полученное значение увеличивают на коэффициент надежности 1,4. Это даёт необходимый запас прочности при ураганном ветре, ставшем достаточно частым явлением в последние годы.
Снеговые нагрузки
Во многих климатических зонах России несколько месяцев в году крыши домов покрыты снегом. Особенно снежные зимы в северных регионах. Снег может накапливаться неравномерно. С подветренной стороны, в местах излома, а также на кровлях с малым уклоном он задерживается в больших количествах и гораздо дольше. На этих участках стропильная система должна быть усиленной, поэтому для надёжности рекомендуется ставить спаренные стропильные ноги либо делать сплошную обрешётку. Проще всего определить такие места по розе ветров: с наветренной стороны ставят одиночные стропила, а с подветренной – спаренные.
Чтобы найти снеговую нагрузку в своем регионе, используют нормативную базу СП 20.13330.2016. Вес снежного покрова здесь указан для горизонтальной поверхности.
При переводе в наклонную проекцию нужно найти коэффициент µ, учитывающий уклон крыши:
- если угол меньше или равен 30°, µ=1;
- наклон от 30 до 60°, µ принимается в интервале от 0 до 1 с помощью интерполяции;
- при уклоне более 60° снеговую нагрузку можно не учитывать, µ=0.
Чтобы обеспечить надёжность стропильной системы при экстремальных снегопадах, используют коэффициент надежности 1,4. Он увеличивает запас прочности на 40%.
Если вы впервые строите дом, не найдетесь на собственную интуицию, а определите среднестатистическую снеговую нагрузку для своей местности по официальным данным.
Сочетание нагрузок
При расчёте шага стропил нужно учитывать сочетание нагрузок, поскольку они никогда не действуют одновременно. Чтобы найти наиболее вероятное событие, применяют понижающие коэффициенты 0,3-0,8. Для упрощения можно просуммировать постоянные и временные нагрузки. Когда окончательное значение найдено, его умножают на грузовую площадь, равную произведению расстояния между стропилами и ширины ската.
Когда вся нагрузка собрана, можно приступать к проверке правильности назначенного шага и сечения стропильных ног. Чаще всего для изготовления стропил в частном строительстве используют доску, брус или клееный брус толщиной 40-100 мм и шириной 150-250 мм. Если при проверке выяснилось, что стропила не проходят по прочности или деформациям, нужно уменьшить шаг или увеличить сечение. Для расчёта деревянных конструкций используют рекомендации СП 64.13330.2017.
Пункт 3. Вопрос утепления и стандартной ширины матов
Если вы планируете утеплять кровлю, 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, 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. Для изготовления стропильной системы крыши в России чаще всего используются хвойные породы деревьев, у которых высокие технические характеристики сочетаются с доступной ценой. Несущие элементы каркаса изготавливают из пиломатериалов не ниже 2 сорта и влажностью до 15%.
Некачественную сырую древесину использовать нельзя из-за высокого риска усушки и возникновения нежелательных деформаций. Геометрия крыши может быть непоправимо нарушена, а гниль и другие пороки вызовут снижение несущей способности.
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
Основные узлы стропильной системы дома воспринимают все нагрузки от кровли, перераспределяют их между собой и передают стенам. Элементы соединяются между собой с помощью болтов, нагелей, накладок, скоб, зубчатых пластин и т.д.
Главные узлы:
- коньковый
- опирание стропила в мауэрлат
- соединение с подкосом и стойкой
- стропила между собой
- прогон со стойкой и лежнем
По конструкции стропильные системы могут быть шарнирно-неподвижными и шарнирно-подвижными. Первые используют в наслонных стропильных системах, вторые — в висячих. Конструкции узлов разрабатываются с учетом нагрузок, конструкции крыши, технологии строительства, сбережения ресурсов. Чертежи с подробными описаниями публикуются в открытом доступе в специальных альбомах и сериях.
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.
У каждого вида кровли – свой оптимальный шаг стропил. Ведь многие стандартные листы по краям нужно крепить прямо в стропила или обрешётку, и важно, чтобы они совпадали. Иначе работа по покрытию кровли легко превратится в сущий ад на высоте, поверьте. Вот почему перед началом монтажа нужно обязательно сделать раскладку, всё 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: собственный вес, вес обрешётки, снега, давление ветра. После того как вы сложите все нагрузки вместе, обязательно умножьте их на коэффициент 1,1. Необходимо делать расчёт 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 недостаточно прочной – смело добавьте 1-2 стропила в общее количество, и вы будете спокойны за свой дом.
Изменением шага стропил вы изменяете площадь сбора нагрузки. Если же менять шаг стропил вам неудобно, поработайте с параметрами сечения стропильных ног. Тогда несущая способность крыши увеличится в разы.
Чаще всего стропила стараются делать не более 6 м, поскольку стандартный пиломатериал имеет именно эту длину. Если балки нужны подлиннее, их наращивают. Причем стык должен приходиться на менее нагруженный участок — верхнюю или нижнюю треть стропила.
При расстоянии между стенами дома свыше 4,5 м устанавливают стойки и раскосы. Они разгружают стропила, передавая часть нагрузки на лежень, что позволяет избежать прогибов, а также использовать экономичные пиломатериалы меньшего сечения.
Как видите, с подобными расчётами 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 чётко.
Данная информация носит исключительно информационный (ознакомительный) характер и не является рекомендацией.
