на каком расстоянии ставят стропила под металлочерепицу
Расстояние между стропилами
Стропильная система, бесспорно, является важнейшим структурным элементом любой скатной крыши. Последствием ее неправильной установки может стать не только деформация кровли, требующая дорогостоящего ремонта, но и полное обрушение крыши на голову несостоятельного строителя.
На устойчивость стропильной системы к различным нагрузкам влияют следующие четыре основных фактора:
Темой этой статьи является выбор материала и шага между стропилами с учетом предполагаемого типа кровли.
На чем основываются расчеты?
При проведении расчетов учитываются четыре главных показателя:
Наиболее важным является расчет максимальной нагрузки на крышу, состоящей из:
Методика вычисления расстояния между стропилами
Расчет точного расстояния между стропилами основывается на результатах предварительного вычисления максимально допустимого шага. Чтобы произвести это вычисление, учитывают общую нагрузку, конструкцию крыши и используемый на стропильные ноги материал.
Методика расчета шага каркаса крыши:
Для некоторых видов кровельного материала желательно применять фиксированные расстояния между стропилами, в таком случае на одном из торцов крыши устанавливается дополнительное стропило с нестандартным шагом.
Шаг стропильной ноги в зависимости от материала
Расстояние между стропилами можно увеличивать по мере увеличения прочности материала, из которого они изготовлены. Чаще всего к каждому кровельному материалу указывается необходимый под него шаг стропил и допустимые сечения стропильных ног с учетом нагрузки.
Эти рекомендации носят региональный характер и применимы к центральной полосе России и более южным регионам. Перед разработкой чертежа стоит обязательно проверить уровень ветрового давления и заснеженности в своем регионе, и скорректировать шаг и/или сечение стропил.
Стропильная система в частных домах чаще всего выполняется из бревен диаметром 12 – 22 см, бруса/доски толщиной 40 – 100 мм и шириной 150 – 220 мм. При расчетах можно допустить применение вместо бревен определенного диаметра брусьев аналогичной ширины, толщиной 100 мм.
Стропильная конструкция под профнастил
Стропильная конструкция под керамическую черепицу
Керамическая черепица имеет существенные отличия от других видов кровельных материалов, которые необходимо учитывать при проектировании стропильной системы под нее:
Существуют модели черепицы, предназначенные для установки под углом 12 – 60 градусов, рядовые модели рекомендуется монтировать под углом 20 – 45 градусов. Для обрешетки чаще всего используют брус 50х50 мм.
Стропильная конструкция под металлочерепицу
Металлочерепица по сути представляет собой менее жесткий и более легкий декоративный вариант профнастила, поэтому требования по стропильной системе, в частности по рекомендуемым сечениям стропильных ног, во многом совпадают.
Особенностью стропильной конструкции под металлочерепицу можно назвать значительное уменьшение шага обрешетки, который должен быть равен длине продольной волны (30 см для большинства видов). Это приводит к необходимости уменьшить расстояние между стропилами до 0,6 – 1 м, для снижения расходов пиломатериала на обрешетку. Угол ската крыши выбирается от 22 до 45 градусов.
Стропильная конструкция под ондулин
Ондулин – шифер на основе стекловолокна и битума, выпускается только одним производителем и имеет унифицированные технологические нормы по установке:
Учитывая небольшой вес материала, сечение стропильных ног подбирается исходя из тех же рекомендаций, что и для профнастила.
Стропильная конструкция под покрытие из шифера
Шифер – традиционный, достаточно жесткий и тяжелый кровельный материал, хрупкий, но устойчивый к постоянным нагрузкам. Такие свойства меняют рекомендации по оптимальному устройству стропильной системы в сторону использования более прочных элементов и увеличения шага между ними:
Стропила для односкатной и двускатной кровли
Какое расстояние стропил для односкатной кровли? Односкатная крыша не требует сложной стропильной конструкции. Стропила укладываются от стены к стене, чаще всего без использования мауэрлата, прямо на венец.
Отсутствие дополнительных ребер жесткости устанавливает максимальный угол уклона – 30 градусов и допустимую длину пролета – менее 6 м (для деревянных стропил). Оптимальный угол – 15 – 20 градусов.
Такие крыши обычно не подвержены ветровым нагрузкам, но требуют защиты от осадков. В регионах, где давление ветра сравнимо со снеговой нагрузкой, правильная установка односкатной крыши “по ветру” способна привести к самоочищению кровли.
Двухскатная крыша представляет собой систему параллельных треугольников, соединенных между собой мауэрлатом и коньком. Существует множество элементов для прочного скрепления сторон треугольника между собой и передачи нагрузок от стропильных ног стенам – стойки, стяжки, укосины, опорные балки и так далее.
Шаг между стропилами двускатной крыши делают с учетом размера теплоизолятора, который укладывают между ними. Примерный шаг между стропильными ногами 1-1,2 метра
Прочность жесткого треугольника возрастает по мере приближения его формы к равнобедренному, поэтому при повышении угла ската до 60 градусов можно расширять шаг между стропилами.
Однако, это также приведет к увеличению расхода материала и к многократному усилению парусности крыши. Оптимальный угол уклона для снежных регионов – 45 градусов, для ветреных – 20 градусов.
Расстояние между стропилами крыши мансардного типа определяет, какая часть нагрузки приходится на каждый элемент. При проектировании вальмовой кровли шаг стропил должен составлять от 60 см до 1 м.
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:
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:
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.
Шаг стропил под металлочерепицу: делаем монтаж правильно
Чем тщательнее будут сделаны предварительные расчеты, и в частности, чем правильнее будет определен шаг стропил под металлочерепицу, тем, наверняка, надежнее будет каркас будущей крыши.
Если при расчетах определить нагрузку на стропильную конструкцию неверно, недооценить параметры стропил, в будущем такие ошибки могут стать причиной нарушения кровельного покрытия или изменения формы стропильных ног, а также привести к обрушению основания из стропил.
Шаг стропил под металлочерепицу
При расчете конструкции крыши необходимо делать и расчет расстояния, которое будет между стропилами. Определение данных параметров не представляет особой трудности, если правильно воспользоваться общими методиками расчетов такого расстояния, принятыми среди специалистов.
Расчет шага между стропилами
Промежуток между стропильными ногами принято называть шагом стропил или шагом стропильных ног.
Обычно в конструкции крыши это расстояние не должно быть больше одного метра, допустимый минимум – 60 сантиметров.
Чтобы для заданной длины крыши произвести расчет необходимого количества стропил, соответственно, определить шаг стропил, действовать надо следующим образом:
Таблица расчета длины стропил, шага между ними и сечения бруса
Например, при длине кровельного ската 27,5 м и стропильного шага длиной 1 м вычисление будет таким:
27,5м / 1м = 1 + 27,5 = 28,5
Далее полученный итог округляют до ближайшего целого числа в большую сторону:
Соответственно, 29 стропил понадобится для ската кровли.
Итак, 95 см – это и есть промежуток между осями стропил, устанавливаемых на скате крыши.
Однако в общей методике расчетов не учитываются особенности определенных материалов для кровли.
Наиболее часто встречающиеся виды покрытий можно рассмотреть подробно – как, согласно рекомендациям профессионалов, следует подбирать шаг стропил при сооружении стропильной системы в зависимости от выбранной разновидности кровельного материала.
Шаг стропил под покрытие из металлочерепицы
При постройке загородных домов наиболее частым материалом для кровли становится металлочерепица.
При таком снижении веса настила кровли возможно существенно снизить требования ко многим параметрам, когда рассчитывается стропильная система под металлочерепицу. Например, можно увеличить шаг установки стропил, уменьшить их толщину, снизить показатель сечения брусков обрешетки под металлочерепицу.
Оптимальный шаг и сечение стропил под металлочерепицу
Для покрытия крыши металлочерепицей промежуток между стропильными ногами определяют в районе 60-95 см при сечении конструктивного элемента 150 на 50 мм.
По утверждениям специалистов, для размещаемого между стропилами утеплителя будет вполне достаточно толщины в 15 см, и этой толщины хватит для хорошей теплоизоляции кровли. Но для надежности лучше выбрать утеплитель толщиной 20 см. При этом показателе и сечение стропильной ноги также увеличивается до 20 см.
Для улучшения вентиляции пространства, которое предназначено для заполнения утеплителем, при выполнении монтажа стропил, в них (стропилах) просверливают ряд отверстий диаметром 10 мм около верхней кромки.
В общих же чертах стропильная конструкция для металлочерепицы принципиально ничем не отличается от любой другой. Единственная, пожалуй, особенность ее в том, что верхняя опора стропил устраивается не на коньковый брус, то есть сбоку, а на коньковый прогон – сверху.
Между состыкованными деревянными частями наверху получается свободная зона, благодаря которой обеспечивается циркуляция воздуха, что позволяет снизить риск образования конденсата под кровельным настилом – это немаловажно для металлической поверхности материала.
При монтаже кровли деревянного дома, при котором предусматривается замена мауэрлата верхним бревенчатым венцом, неверно произведенный расчет шага стропил сделает практически невозможными какие-либо изменения, поскольку в венце обычно выполняются врубки с целью увеличения надежности крепления.
Элементы укрепления системы стропил
Расположение затяжки в стропильной системе
Такой элемент крепления, как затяжка стропил, используют, когда кровля возводится с применением висячих стропильных элементов.
Для затяжки стропил используется горизонтальный брус или бревно, прикрепляемое к основанию стропильных ног – это позволяет существенно сократить горизонтальные распирающие силы, которые действуют на стены постройки.
Выше основания стропил также может быть устроена затяжка, но при таком способе она устраивается несколько более мощной, что благотворно сказывается впоследствии на долговечности кровли.
Кобылка – это продолжение стропильной ноги, которое прикрепляется к ноге обычными гвоздями. Кобылка стропила изготавливается из доски высотой и толщиной вполовину меньшей, чем стропильная нога. При этом длина ее примерно 1-1,2 метра, из которых одна половина образовывает свес, вторая – обеспечивает крепление к стропилу.
Когда выполняется монтаж стропильной системы под металлочерепицу, да и под любой другой кровельный материал, для фиксации ее элементов применяют специальные уголки для крепления стропил. Преимущества такого элемента – обеспечение высокой несущей способности, а также возможность осуществлять крепление без применения специальных инструментов. Деревянные конструкции стропильной системы и уголки соединяются при помощи шурупов или гвоздей.
Обработка стропил
Существуют две основные проблемы, для решения которых стропилам необходима пропитка:
Средство для защиты стропил от возгораний
Правильно рассчитав все необходимые параметры будущей стропильной системы, можно браться за ее возведение, сохраняя уверенность в ее будущей надежности и долговечности.