как рассчитать площадь, длину стропил и расстояние между ними
Стропильная система — это основная часть крови, которая воспринимает все нагрузки, действующие на крышу, и противостоит им. Чтобы обеспечить качественное функционирование стропил, требуется правильный расчёт параметров.
Как рассчитать стропильную систему
Чтобы сделать расчёт применяемых в стропильной системе материалов своими силами, представлены упрощённые расчётные формулы с целью повысить прочность элементов системы. Данное упрощение увеличивает количество применяемых материалов, но если крыша имеет небольшие габариты, то такое увеличение будет незаметным. Формулы позволяют рассчитать следующие виды крыш:
- односкатные;
- двускатные;
- мансардные.
Срок службы крыши во многом зависит от правильного расчёта
Видео: расчёт стропильной системы
Расчёт нагрузки на стропила двускатной крыши
Для постройки наклонной кровли необходим несущий прочный каркас, к которому будут крепиться все остальные элементы. При разработке проекта выполняется расчёт требуемой длины и площади поперечного сечения стропильного бруса и других частей стропильной системы, на которые будут действовать переменная и постоянная нагрузки.
Для расчёта системы нужно учитывать особенности местного климата
Нагрузки, которые действуют постоянно:
- масса всех элементов конструкции крыши, таких, как кровельный материал, обрешётка, гидроизоляция, теплоизоляция, внутренняя обшивка чердака или мансарды;
- масса оборудования и различных предметов, которые крепятся стропилам внутри чердака или мансарды.
Переменные нагрузки:
- нагрузка, создаваемая ветром и выпавшими осадками;
- масса работника, который выполняет ремонт или очистку.
К переменным нагрузкам также относятся сейсмическая нагрузка и другие виды особых нагрузок, которые предъявляют дополнительные требования к конструкции кровли.
От ветровой нагрузки зависит угол наклона ската
В большинстве областей Российской Федерации остро стоит проблема снеговой нагрузки — стропильная система должна воспринимать выпавшую массу снега без деформации конструкции (требование наиболее актуально к односкатным крышам). При уменьшении угла наклона крыши снеговая нагрузка возрастает. Обустройство односкатной крыши с близким к нулевому углом наклона требует установку стропил, имеющих большую площадь поперечного сечения, с маленьким шагом. Также постоянно потребуется выполнять её очистку. Это относится и к крышам с углом наклона до 25о.
Снеговая нагрузка рассчитывается по формуле: S = Sg × µ, где:
- Sg — масса снегового покрова на плоской горизонтальной поверхности размером 1 м2. Значение определяется согласно таблицам в СНиП «Стропильные системы» исходя из требуемой местности, в которой ведётся строительство;
- µ — коэффициент, учитывающий угол наклона ската кровли.
При угле наклона до 250 значение коэффициента составляет 1,0, от 25о до 60о — 0,7, свыше 60о — значение снеговых нагрузок в расчётах не участвует.
Количество осадков влияет на расчёт крыши
Ветровая нагрузка рассчитывается по формуле: W = Wo × k, где:
- Wo — величина ветровой нагрузки, определяемая согласно табличным значениям, учитывая характер местности, где ведётся строительство;
- k — коэффициент, который учитывает высоту постройки и характер местности.
При высоте постройки, равной 5 м, значение коэффициентов составляет kА=0,75 и kБ=0,85, 10 м — kА=1 и kБ=0,65, 20 м — kА=1,25 и kБ=0,85.
Сечение стропила на крышу
Рассчитать размер стропильного бруса не составляет труда, если учесть следующий момент — кровля это система треугольников (относится ко всем видам кровли). Располагая габаритными размерами здания, значением угла наклона крыши или высоты конька и используя теорему Пифагора, определяется размер длины стропил от конькового бруса до наружного края стены. К этому размеру прибавляется длина карниза (в случае, когда стропила выступают за стену). Иногда карниз делается за счёт монтажа кобылок. Рассчитывая площадь крыши, значения длин кобылок и стропил суммируются, что позволяет вычислить необходимое количество кровельного материала.
Сечение бруса для стропил зависит от многих параметров
Для определения сечения применяемого бруса при возведении любого типа кровли, в соответствии с требуемой длиной стропила, шагом его установки и другими параметрами, лучше всего применять справочники.
Диапазон размеров стропильного бруса лежит в пределах от 40х150 до 100х250 мм. Длина стропила определяется углом наклона и расстоянием между стенами.
Увеличение наклона крыши влечёт за собой увеличение длины стропильного бруса, и, соответственно, увеличение площади поперечного сечения бруса. Это необходимо для того, чтобы обеспечить необходимую прочность конструкции. В то же время уровень снеговой нагрузки снижается, а это значит, что устанавливать стропила можно с большим шагом. Но увеличивая шаг, вы увеличиваете общую нагрузку, которая будет воздействовать на стропильный брус.
Делая расчёт, обязательно учитывайте все нюансы, такие, как влажность, плотность и качество пиломатериалов, если строится кровля из дерева, толщину применяемого проката — если кровля из металла.
Основной принцип расчётов заключается в следующем — величина нагрузки, действующей на крышу, определяет размер сечения бруса. Чем больше сечение, тем прочнее конструкция, но тем больше и её общая масса, а соответственно больше нагрузка на стены и фундамент здания.
Как вычислить длину стропил двускатной крыши
Жёсткость конструкции стропильной системы является обязательным требованием, и её обеспечение исключает прогиб при воздействии нагрузок. Стропила прогибаются в случае допущенных ошибок в расчётах конструкции и величины шага, с которым устанавливается стропильный брус. В случае, когда данный дефект выявлен после окончания работ, необходимо укрепить конструкцию с помощью подкосов, тем самым вы увеличите её жёсткость. При длине стропильного бруса более 4,5 м применение подкосов является обязательным, так как прогиб будет образовываться в любом случае под воздействием собственного веса бруса. Данный фактор обязательно принимается во внимание при выполнении расчётов.
Длина стропил зависит от месторасположения их в системе
Определение расстояния между стропилами
Стандартный шаг, с которым выполняется установка стропил в жилом доме, составляет порядка 600–1000 миллиметров. На его величину влияет:
- расчётная нагрузка;
- сечение бруса;
- характеристика кровли;
- угол наклона крыши;
- ширина материала утеплителя.
Не рекомендуется искусственно уменьшать или увеличивать шаг стропил
Определение необходимого числа стропил происходит с учётом шага, с которым они будут устанавливаться. Для этого:
- Выбирается оптимальный шаг установки.
- Длина стены делится на выбранный шаг и к полученному значению прибавляется единица.
- Полученное число округляется до целого.
- Повторно делится длина стены на полученное число, тем самым определяется нужный шаг монтажа стропил.
Для того чтобы высчитать требуемое количество стропил, необходимо учесть межосевое расстояние между ними.
Площадь стропильной системы
При вычислении площади двускатной крыши требуется учитывать такие факторы:
- Суммарную площадь, которая состоит из площади двух скатов. Исходя из этого определяют площадь одного ската и полученное значение умножают на число 2.
- В случае, когда размеры скатов различаются между собой, площадь каждого ската находится индивидуально. Суммарная площадь вычисляется сложением полученных значений для каждого ската.
- В случае, когда один из углов ската больше или меньше 90о, для того чтобы определить площадь ската, его «разбивают» на простые фигуры и вычисляют их площадь по отдельности, а затем складывают полученные результаты.
- При вычислении площади не учитывается площадь дымоходных труб, окон и вентиляционных каналов.
- Учитывается площадь фронтонных и карнизных свесов, парапетов и брандмауэрных стен.
Расчёт стропильной системы зависит от типа крыши
Например, дом имеет длину 9 м и ширину 7 м, стропильный брус имеет длину 4 м, свес карниза — 0,4 м, свес фронтона — 0,6 м.
Значение площади ската находится по формуле S = (Lдд+2×Lфс) × (Lc+Lкс), где:
- Lдд – длина стены;
- Lфс – длина свеса фронтона;
- Lc – длина стропильного бруса;
- Lкс – длина свеса карниза.
Получается, что площадь ската равна S = (9+2×0,6) × (4+0,4) = 10,2 × 4,4 = 44,9 м2.
Суммарная площадь крыши составляет S = 2 × 44,9 = 89,8 м2.
Если в качестве кровельного материала используется черепица или мягкое покрытие в рулонах, то длина скатов станет на 0,6–0,8 м меньше.
Размер двускатной кровли рассчитывают с целью определения требуемого количества кровельного материала. С увеличением угла наклона крыши увеличивается и расход материала. Запас должен составлять порядка 10–15%. Он обусловлен укладкой внахлёст. Для определения точного количества материала с учётом наклона скатов лучше всего использовать справочники.
Видео: стропильная система двускатной крыши
https://youtube.com/watch?v=fOlIW8FXVP8
Как рассчитать длину стропил вальмовой крыши
Несмотря на разнообразие типов крыш, их конструкция состоит из одних и тех же элементов стропильной системы. Для крыш вальмового типа:
- Коньковая опорная балка или коньковый брус — является несущим элементом конструкции кровли вальмового типа. К нему выполняется крепление диагональных стропил. Длина бруса рассчитывается по формуле: Lконька = L — D, где L и D равны длине и ширине сторон здания.
- Центральное стропило — брус, который располагается по краю стропильной системы и формирует угол наклона фронтонного ската крыши. Верхним краем упирается в коньковый брус. Длина центральных стропил рассчитывается по формуле: Lцентр.стропил = h2 + d2, где h — высота конька, а d — расстояние от торца конька до стены.
В вальмовой крыше есть несколько типов стропил
- Промежуточные или рядовые стропила — образуют поверхность трапециевидного ската. Устанавливаются согласно рассчитанному шагу. Длина рядовых стропил рассчитывается по аналогичной формуле для центральных стропил.
- Диагональные стропила (боковые, рёбра, накосные или угловые стропила) — стропильный брус, который верхним краем упирается в торец конька, а нижней частью — в угол дома. Диагональные стропила обуславливают форму скатов кровли. Длина диагональных стропил рассчитывается по формуле: Lдиаг. стропил=√(L2+d2), где L — длина центрального стропила, а d — расстояние от нижней части стропильного бруса до угла дома.
Для строительства вальмовой крыши нужно расчитать размеры каждого стропила в отдельности
- Нарожники или короткие стропила — короткий стропильный брус, который верхним концом монтируется к диагональному стропилу и формирует угловую часть трапециевидного ската. Длина нарожников рассчитывается по следующим формулам:
- первый нарожник L1 = 2L/3, где L — длина промежуточного стропила;
- следующий нарожник L2 = L/3, где L — длина промежуточного стропила.
- Расчёт необходимого удлинения стропил для образования свеса карниза выполняется по формуле DL = k/cosα, где k — расстояние от края свеса карниза до стены, cosα – косинус угла наклона кровли.
- Угол наклона рядовых стропил определяется по формуле Β = 9о — α, где α – угол наклона ската кровли.
Видео: стропильная система вальмовой крыши
Что влияет на угол наклона стропил
Например, наклон односкатной кровли равен порядка 9–20о, и зависит от:
- типа кровельного материала;
- климата в регионе;
- функциональных свойств строения.
В случае, когда у кровли имеется два, три или четыре ската, то кроме географии строительства влияние будет оказывать и назначение чердачного помещения. Когда назначение чердака будет состоять в хранении различного имущества, то большая высота не требуется, а в случае использования в качестве жилого помещения потребуется оборудование высокой крыши с большим углом наклона. Отсюда и вытекает:
- внешний вид фасадной части дома;
- применяемый материал кровли;
- влияние погодных условий.
Естественно, что для местности с сильным ветром оптимальным выбором будет крыша с малым углом наклона — для снижения ветровой нагрузки на конструкцию. Это относится и к регионам с жарким климатом, где зачастую количество осадков минимально. В областях с большим количеством осадков (снег, град, дождь) требуется максимальный угол наклона кровли, который может составлять до 60о. Такая величина угла наклона минимизирует снеговую нагрузку.
Угол наклона ската любой крыши во многом зависит от особенностей климата
В итоге для правильного расчёта угла наклона кровли требуется учитывать все вышеуказанные факторы, поэтому расчёт будет вестись в диапазоне величин от 9о до 60о. Очень часто результат расчётов показывает, что идеальный угол наклона лежит в пределах от 20о до 40о. При этих значениях допускается применение почти всех типов кровельных материалов — профнастила, металлочерепицы, шифера и прочих. Но следует учесть, что каждый кровельный материал также имеет свои требования к конструкции крыш.
Не имея в распоряжении размеров стропил нельзя начать возведение крыши. Отнеситесь к данному вопросу со всей серьёзностью. Не ограничивайтесь только расчётами стропильной системы, выбором её конструкции и определением действующих нагрузок. Строительство дома является цельным проектом, в котором все взаимосвязано. Ни в коем случае не следует рассматривать по отдельности такие элементы, как фундамент, несущая конструкция стен, стропила, кровля. Качественный проект обязательно учитывает все факторы комплексно. И если планируется строительство жилья для собственных нужд, то лучшим решением станет обращение к специалистам, которые решат насущные вопросы и выполнят проектирование и строительство без ошибок.
- Автор: Анастасия Микитало
- Распечатать
Оцените статью:
(5 голосов, среднее: 5 из 5)
Поделитесь с друзьями!
Расчет стропильной системы своими руками
Если вас интересуют только вычисления, а не теория – вы можете быстро выполнить расчет стропильной системы на онлайн-калькуляторе без специальных навыков.
Вы можете себе представить человека без костей? Точно так же скатная крыша без стропильной системы больше похожа на строение из сказки про трех поросят, которую запросто сметет природной стихией. Крепкая и надежная система стропил – залог долговечности конструкции крыши. Чтобы качественно сконструировать систему стропил, необходимо выявить и рассчитать параметры, влияющие на прочность предполагаемой конструкции.
Например, необходимо принять во внимание изгибы крыши, уклон скатов, аэродинамические коэффициенты, коэффициенты на неравномерное распределение снега по поверхности, силы воздействия на конструктивные элементы крыши и так далее. Рассчитать все это максимально приближенно к реальной ситуации, а также учесть все нагрузки и искусно собрать их сочетания – задача не из легких.
Если хотите разобраться досконально – список полезной литературы приведен в конце статьи. Конечно, курс сопромата для полного понимания принципов и безукоризненного расчета стропильной системы в одну статью не уместить, поэтому приведем основные моменты для упрощенной версии расчета.
Классификация нагрузок
Нагрузки на стропильную систему классифицируются на:
- Основные:
- постоянные нагрузки – вес самих стропильных конструкций и крыши,
- длительные нагрузки – снеговые и температурные нагрузки с пониженным расчетным значением (используются при необходимости учета влияния длительности нагрузок, при проверке на выносливость),
- переменное кратковременное влияние — снеговое и температурное воздействие по полному расчетному значению.
Для осуществления расчета стропильной системы принято рассчитывать предельные нагрузки, чтобы затем, исходя из подсчитанных величин, определить параметры элементов стропильной системы, способных выстоять против этих нагрузок.
Расчет стропильной системы скатных крыш производится по двум предельным состояниям:
- Предел, при котором происходит разрушение конструкции. Максимально возможные нагрузки на прочность конструкции стропил должны быть меньше предельно допустимых.
- Предельное состояние, при котором возникают прогибы и деформация. Возникающий прогиб системы при нагрузке должен быть менее предельно возможного.
Для более простого расчета применяется только первый способ.
Расчет снеговых нагрузок на крышу
Формула расчета снеговой нагрузки: Ms = Q × Ks × Kc, где
- Ms – снеговая нагрузка;
- Q – масса снегового покрова, покрывающая 1м2 плоской горизонтальной поверхности крыши.
Последнее, зависит от территории и определяется по карте, для второго предельного состояния – расчет на прогиб (при расположении дома на стыке двух зон, выбирается снеговая нагрузка с большим значением).
Для прочностного расчета по первому типу величина нагрузки выбирается соответственно району проживания по карте (первая цифра в указанной дроби – числитель), либо берется из таблицы №1:
Первое значение в таблице измеряется в кПа, в скобках нужная переведенная величина в кг/м2.
Ks – поправочный коэффициент на угол наклона кровли.
- Для крыш с крутыми склонами с углом более 60 градусов снеговые нагрузки не учитываются, Ks=0 (снег не скапливается на круто скатных крышах).
- Для крыш с углом от 25 до 60, коэффициент берется 0,7.
- Для остальных он равен 1.
Kc – коэффициент ветрового сноса снега с крыш. При условии пологой крыши с углом ската 7-12 градусов в районах на карте со скоростью ветра 4 м/с, Kc принимается = 0.85. На карте отображено районирование по скорости ветра.
Коэффициент сноса Kc не учитывается в районах с январской температурой теплее -5 градусов, так как на крыше образуется ледяная корка, и сдува снега не происходит. Не учитывается коэффициент и в случае закрытия здания от ветра более высокой соседней постройкой.
Снег ложится неравномерно. Зачастую с подветренной стороны формируется так называемый снеговой мешок, особенно в местах стыков, изломов (ендова). Следовательно, если вы хотите прочную крышу, делайте шаг стропил минимальным в этом месте, также внимательно относитесь к рекомендациям производителей кровельного материала – снег может обломить свес, если он неправильных размеров.
Напоминаем, что расчет, приведенный выше, предложен вашему вниманию в упрощенной форме. Для более надежного расчета советуем умножить результат на коэффициент надежности по нагрузке (для снеговой нагрузки = 1,4).
Расчет ветровых нагрузок на стропильную систему
С давлением снега разобрались, теперь перейдем к расчетам ветрового влияния.
В независимости от угла ската, ветер сильно воздействует на крышу: крутоскатную кровлю старается сбросить, более плоскую кровлю – поднять с подветренной стороны.
Для расчета нагрузки ветра во внимание принимают его горизонтальное направление, при этом он дует двунаправленно: на фасад и на крышной скат. В первом случае поток разбивается на несколько – часть уходит вниз к фундаменту, часть потока по касательной снизу вертикально давит на свес крыши, пытаясь ее поднять.
Во втором случае, воздействуя на скаты крыши, ветер давит перпендикулярно скату, вдавливая его; также образуется завихрение по касательной с наветренной стороны, огибая конек и превращаясь в подъемную силу уже с подветренной стороны, в связи с разницей в давлении ветра с обеих сторон.
Для подсчета усредненной ветровой нагрузки используют формулу: Mv = Wo x Kv x Kc x коэффициент прочности,
где Wo – нагрузка ветровая давления, определяемая по карте
Kv — коэффициент поправки ветрового давления, зависящий от высоты здания и местности.
Kc – аэродинамический коэффициент, зависит от геометрии конструкции крыши и направления ветра. Значения отрицательные для подветренной стороны, положительные для наветренной
Таблица аэродинамических коэффициентов в зависимости от уклона кровли и отношения высоты здания к длине (для двускатной крыши)
Для односкатной крыши необходимо взять коэффициент из таблицы для Ce1.
Для упрощения расчета значение C проще взять максимальным, равным 0,8.
Для более надежных результатов советуем умножить на коэффициент запаса прочности по ветровой нагрузке = 1,2.
Расчет собственного веса кровли
Для расчета постоянной нагрузки нужно рассчитать вес кровли на 1 м2, полученный вес нужно умножить на поправочный коэффициент 1,1 – такую нагрузку стропильная система должна выдерживать в течение всего срока эксплуатации.
Вес кровли складывается из:
- объем леса (м3), используемого в качестве обрешетки, умножается на плотность дерева (500 кг/м3)
- веса стропильной системы
- вес 1м2 кровельного материала
- вес 1м2 веса утеплителя
- вес 1м2 отделочного материала
- вес 1м2 гидроизоляции.
Все эти параметры легко получить уточнив эти данные у продавца, либо посмотреть на этикетке основные характеристики: м3, м2, плотность, толщина, — произвести простые арифметические операции.
Пример: для утеплителя плотностью в 35 кг/м3, упакованного рулоном толщиной 10 см или 0,1 м, длиной 10м и шириной 1.2 м, вес 1 м2 будет равен (0.1 х 1.2 х 10) х 35 / (0.1 х 1.2) = 3.5 кг/м2. Вес остальных материалов можно рассчитать по тому же принципу, только не забывайте сантиметры в метры переводить.
Чаще всего нагрузка кровли на 1 м2 не превышает 50 кг, поэтому при расчетах закладывают именно эту величину помноженную на 1.1, т.е. используют 55 кг/м2, которая сама по себе взята запасом.
Еще данные можно взять из таблицы ниже:
Шифер | 10 — 15 кг/м² |
Ондулин | 4 — 6 кг/м² |
Керамическая черепица | 35 — 50кг/м² |
Цементно-песчаная черепица | 40 — 50 кг/м² |
Битумная черепица | 8 — 12 кг/м² |
Металлочерепица | 4 — 5 кг/м² |
Профнастил | 4 — 5 кг/м² |
Вес чернового настила | 18 — 20 кг/м² |
Вес обрешётки | 8 — 12 кг/м² |
Вес стропильной системы | 15 — 20 кг/м² |
Собираем нагрузки
По упрощенному варианту теперь необходимо сложить все найденные выше нагрузки простым суммированием, мы получим итоговую нагрузку в килограммах на 1 м2 крыши.
Расчёт стропильной системы
После сбора основных нагрузок можно уже определить основные параметры стропил. Для того чтобы определить какая распределенная нагрузка приходится на каждую стропильную ногу в отдельности, переводим кг/м2 в кг/м.
Считаем по формуле: N = шаг стропил x Q, где
N — равномерная нагрузка на стропильную ногу, кг/м
шаг стропил — расстояние между стропилами, м
Q – рассчитанная выше итоговая нагрузка на крышу, кг/м²
Из формулы ясно, что изменением расстояния между стропилами можно регулировать равномерную нагрузку на каждую стропильную ногу. Обычно шаг стропил находится в диапазоне от 0,6 до 1,2 м. Для крыши с утеплением при выборе шага разумно ориентироваться на параметры листа утеплителя.
Вообще при определении шага установки стропил лучше исходить из экономических соображений: высчитать все варианты расположения стропил и выбрать самый дешевый и оптимальный по количественному расходу материалов для стропильной конструкции.
В строительстве частных домов и коттеджей, при выборе сечения и толщины стропила, руководствуются таблицей приведенной ниже (сечение стропила указано в мм). В таблице усредненные значения для территории России, а также учтены размеры строительных материалов, представленных на рынке. В общем случае, этой таблицы достаточно для того, чтобы определить, какого сечения нужно приобретать лес.
Однако, не следует забывать, что размеры стропильной ноги зависят от конструкции стропильной системы, качества используемого материала, постоянных и переменных нагрузок оказываемых на кровлю.
На практике при постройке частного жилого дома чаще всего используют для стропил доски сечением 50х150 мм (толщина x ширина).
Самостоятельный расчет сечения стропилКак уже упоминалось выше, стропила рассчитываются по максимальной нагрузке и на прогиб. В первом случае учитывают максимальный момент изгиба, во втором – сечение стропильной ноги проверяется на устойчивость прогибу на самом длинном участке пролета. Формулы достаточно сложные, поэтому мы выбрали для вас упрощенный вариант.
Если хотите все посчитать самостоятельно, выберите ширину сечения в соответствии с таблицей:
Толщину сечения (или высоту) рассчитаем по формуле:
a) Если угол крыши < 30°, стропила рассматриваются как изгибаемые
H ≥ 8,6 x Lm x √(N / (B x Rизг))
b) Если уклон крыши > 30°, стропила изгибаемо-сжатые
H ≥ 9,5 x Lm x √(N / (B x Rизг))
Обозначения:
H, см — высота стропила
Lm, м — рабочий участок самой длинной стропильной ноги
N,кг/м — распределённая нагрузка на стропильную ногу
B, см — ширина стропила
Rизг, кг/см² — сопротивление древесины изгибу
Для сосны и ели Rизг в зависимости от сорта древесины равен:
1 сорт | 140 кг/см² |
2 сорт | 130 кг/см² |
3 сорт | 85 кг/см² |
Расчетные данные сопротивления древесины хвойных пород
Важно проверить, не превышает ли прогиб разрешенной величины.
Величина прогиба стропил должна быть меньше L/200 — длина проверяемого наибольшего пролета между опорами в сантиметрах деленная на 200.
Это условие верно при соблюдении следующего неравенства: 3,125 xNx(Lm)³ / (BxH³) ≤ 1
N (кг/м) — распределённая нагрузка на погонный метр стропильной ноги
Lm (м) — рабочий участок стропильной ноги максимальной длинны
B (см) — ширина сечения
H (см) — высота сечения
Если значение выходит больше единицы, необходимо увеличить параметры стропила B или H.
Используемые источники:
- СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия с последними изменениями 2008г.
- СНиП II-26-76 «Кровли»
- СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции»
- СНиП 3.04.01-87 «Изоляционные и отделочные покрытия»
- А. А.Савельев «Стропильные системы» 2000 г.
- К-Г.Гётц, Дитер Хоор, Карл Мёлер, Юлиус Наттерер «Атлас деревянных конструкций»
Калькулятор стропильной фермы | Принципы проектирования ферм крыши
Делитесь любовью
Когда вы входите во многие современные здания и дома, вы быстро замечаете, что фермы используются для придания кровле устойчивости и прочности. Интересно, сколько стоит такой дизайн? Какие размеры вам нужны? Вы можете использовать калькулятор стропильных ферм, чтобы найти эти ответы, но сначала вам нужно понять основные принципы строительства стропильных ферм.
В этом посте мы обсудим некоторые из наиболее важных элементов стропильных ферм и то, как рассчитываются их размеры. Продолжайте читать, чтобы начать свой путь к идеальной конструкции стропильной фермы.
Что такое стропильные фермы?
В стропильных фермах используются прямые куски дерева, образующие треугольники, которые обычно выдерживают большие нагрузки. Стропильная ферма несет вес крыши здания. Части треугольников испытывают растяжение и сжатие, но не поддаются нагрузке.
Почему они сейчас так популярны?
Есть несколько причин. Самое главное, стропильные фермы экономичны — они эффективно используют строительные материалы и позволяют легко транспортировать и собирать, особенно по сравнению с другими вариантами конструкции крыши.
Когда вы начнете изучать фермы крыши, вы обнаружите, что конструкционная высота фермы должна быть больше, чем высота аналогичных конструкций, в которых используются сплошные балки, а не треугольники. Это не недостаток, а скорее еще одно преимущество. Размер балок и их углы обеспечивают превосходный дренаж крыши и водонепроницаемость.
Различные формы крышных ферм
Плоские
Вы не удивитесь, узнав, что плоские фермы используются для зданий с плоскими крышами. Они очень похожи на фермы пола, но все же обеспечивают большую поддержку. Однако они не придают крыше уклона, что не способствует отводу воды и мусора.
Фронтон
Категория ферм «фронтон» включает несколько различных типов, в том числе:
- King Post
- Королевский пост
- Хоу
- Дабл Хоу
Эти фермы используются на скатных или остроконечных крышах и являются одним из самых популярных типов. Они обеспечивают отличную поддержку и могут использоваться в довольно больших зданиях (коммерческих или жилых).
Односкатная
Односкатная крыша имеет только одну поверхность, а ее фермы довольно простые. Цель состоит в том, чтобы экономично поддерживать террасы или дома с более современными конструкциями крыш.
Вальмовая
Вальмовая или вальмовая ферма используется для создания скатов крыши со всех четырех сторон, которые затем сходятся в точке посередине. Это умная конструкция фермы для зданий в ветреных или снежных районах. Они очень стабильны, но также приятны с точки зрения архитектуры.
Это лишь некоторые из самых популярных типов ферм. Чтобы узнать больше или просмотреть другие виды ферм, поговорите с нашими экспертами.
Теперь мы подошли к собственно «расчетной» части процесса проектирования фермы. Будьте с нами, пока мы вводим некоторые числа и формулы.
Как можно комбинировать нагрузки на ферму?
Понять, какие нагрузки будут выдерживать ваши фермы, сложнее, чем может показаться. Вам нужно будет учитывать различные факторы, от максимальных ветровых нагрузок в этом районе до уровня снега и ожидаемых осадков.
Допустим, вы проектируете стропильную ферму для местности с сильным ветром и снегом. Вы закончите рассматривать снег как серьезное воздействие, а ветер как критическую «жизненную нагрузку».
Что такое динамическая нагрузка? Проще говоря, это величина силы (временной или переходной), действующей на здание. В данном примере это ветер.
Затем вы будете использовать следующие формулы для расчета сочетаний нагрузок на фермы крыши:
Вариант (1): Общая нагрузка S’1 = 1,0 G + 0,9 Qsnow + 0,7 Qwind
Случай (2): Общая нагрузка S’2 = 1,0 G + 0,9 Qwind + 0,7 Qsnow
Выглядит сложно?
Мы не виним вас за то, что вы так думаете, но именно для этого мы здесь с нашим калькулятором ферм крыши и знаниями. Мы являемся экспертами в понимании разницы между постоянными и временными нагрузками, и мы позаботимся о том, чтобы конструкция вашей фермы выдержала любые нагрузки.
Какие размеры вам нужны?
Здесь в игру вступает наш опыт. Средний проект фермы крыши стоит от 7 200 до 12 000 долларов, и большая часть этого расхождения в цене связана с количеством используемых материалов и, следовательно, с размерами проекта.
Чтобы помочь вам, мы создали удобный инструмент, который вычисляет длину ската вашей крыши. Другими словами, этот калькулятор стропильных ферм использует размеры пролета, свеса и шага для расчета длины скоса. Используя эту информацию, вы сможете лучше оценить, сколько будет стоить конструкция стропильной фермы и какие материалы вам потребуются.
Обеспечение устойчивости стропильных ферм
Использование стропильных ферм не является надежным способом предотвращения бокового смещения или полной устойчивости конструкции. Необходимо понимать, какие силы будут воздействовать на ферму и какая система сдерживания или раскосов потребуется.
Большое внимание уделяется обеспечению безопасности и надежности каждой конструкции стропильной фермы, над которой мы работаем. Мы не просто помогаем вам разобраться в фермах крыши и рассчитать их размеры — мы позаботимся о том, чтобы вы построили надежную и устойчивую конструкцию крыши.
Если вы чувствуете себя подавленным или неуверенным, протяните руку. Ни один дизайн не является слишком сложным или трудоемким для нашей команды.
Запросите расчет или предложение сегодня
Имея более чем 75-летний опыт производства ферм, мы быстро предоставляем подробные и надежные оценки цен. Мы обещаем не скрывать никаких затрат, не срезать углы и не оставлять камня на камне, когда дело доходит до удовлетворения ваших потребностей. Все наши расценки также учитывают критические факторы окружающей среды, потребности клиентов и короткие сроки выполнения работ.
В компании Hitek Truss Design мы предоставляем расчеты и оценки для:
- Кровельных ферм
- Половые фермы
- Индивидуальные конструкции ферм
Чтобы начать расчет стоимости фермы крыши, позвоните по телефону 352-797-0877 или запросите предложение онлайн. Мы готовы начать ваш путь к идеальному проекту по строительству ферм в округах Эрнандо, Цитрус, Паско, Самтер, Хиллсборо, Полк, Марион и Пинеллас.
Распространяйте любовь
Как определить прочность фермы
Одним из основных соображений при строительстве ферменной крыши является то, насколько прочными будут фермы. Прочность измеряется не только тем, какую нагрузку может выдержать крыша, но и тем, насколько хорошо фермы выдерживают сдвиг, кручение и другие факторы. Чем прочнее ферма, тем выше скорость ветра и скручивающие усилия, которые она может выдержать.
Как рассчитать прочность фермы крыши
Фермы состоят из деревянных элементов. Элементы представляют собой куски дерева, которые соединены между собой металлическими пластинами, образуя треугольники. Места, где встречаются части, называются «узлами».
Чтобы фермы крыши создавали стабильное распределение нагрузки, важно, чтобы в ферме были опорные узлы. Это делается путем назначения двух узлов на каждой ферме в качестве «опорных узлов». После определения этих двух узлов их можно использовать для расчета несущей способности фермы.
Один из узлов поддержки функционирует как «фиксированный» узел. Это означает, что ферма будет закреплена и не будет двигаться в этой точке. Другой обозначается как «катящийся» узел, который может двигаться при ветре, землетрясении или других факторах стресса. Важно иметь некоторую гибкость в фермах, чтобы предотвратить их разрушение при приложении нагрузки.
Теперь к ферме применяется формула для расчета нагрузки. Формула, которую можно записать как M+3=2*N, говорит, что количество элементов фермы плюс 3 должно равняться удвоенному количеству узлов. Когда обе части этого уравнения равны, крыша устойчива и может выдерживать стрессовые нагрузки. Если эти числа не равны, ферма будет неустойчивой. Это означает, что для достижения стабильности необходимо добавить больше узлов.
После установления устойчивости любая нагрузка, приложенная к несущему узлу, будет компенсироваться равной силой от других узлов.