Стропила отвечают за надежность кровли, поэтому важно не только подобрать балки из качественных материалов, но и верно рассчитать шаг установки.
Если он будет слишком мал, то укладка кровельного пирога будет затруднительна.
А если шаг будет слишком большим, зимой крыша рухнет под тяжестью снега.
Принципы расчета стропильной системы
Стропильная система 1-скатной кровли должна выдержать вес:
кровельного пирога (гидроизоляция, утеплитель, обрешетка);
- кровельного материала;
- оборудования, которое постоянно находится на крыше (печная труба, антенна);
- снега в зимнее время года;
- ветровых нагрузок;
- человека с инструментами на случай необходимости ремонта.
Первые три пункта постоянная нагрузка. Остальные переменная. Для строительства нужно рассчитать пиковое значение, т.е. сумму постоянной и максимальной переменной нагрузки. Найти значение снеговой и ветровой нагрузки можно с помощью СНиП 2.01.07-85.
Выполняя расчет односкатной крыши, обычно придерживаются такой схемы:
- длина будущего ската кровли делится на оптимальное числовое значение шага стропильных балок;
- к вычисленной величине прибавляется 1, а результат округляется;
- длина ската делится на округленный результат.
Расстояние не может быть предельно точным, поскольку нужно учитывать ряд дополнительных факторов, например, ширину утеплителя, нюансы монтажа обрешетки под разные типы кровельного материала и т.д.
От чего зависит шаг?
Шаг стропильной системы это расстояние между балками, формирующими каркас крыши. Обычно значение варьируется от 70 см до 2 м. Конкретный шаг зависит от:
- выбранной конструкции (наслонная, висячая стропильная система);
- материала (бетон, дерево);
- сечение и длина балки;
- материал кровли;
- длина ската.
Могут повлиять и другие факторы. При самостоятельном строительстве рекомендуется воспользоваться калькулятором для точного расчета межстропильного расстояния или же готовым проектом односкатной крыши.
Основные критерии выбора шага
Существуют некоторые виды построек, где стропила несут не столько несущую, сколько декоративную функцию. Например, пергола терраса для защиты от солнечного света. При ее строительстве не нужно рассчитывать нагрузку на крышу, поэтому расстояние между стропилами может быть любым. Главная задача стропильной системы беседки эстетичный внешний вид.
При выборе и расчете несущей стропильной системы необходимо обратить внимание на разные факторы:
длина фронтальной стены;
- переменные нагрузки;
- утепление;
- необходимость дополнительных затяжек;
- нагрузку на узлы;
- вес крыши;
- удобство монтажа.
Совокупность всех этих критериев поможет найти оптимальный вариант.
Длина фронтальной стены измеряется, когда уже известно приблизительное значение шага стропил. Необходимо измерить стену со всеми выступами и откосами, так как они тоже входят в стропильную систему, и на них распределяется нагрузка.
Достаточно разделить длину стены на шаг, чтобы вычислить их количество. Для большей надежности рекомендуется добавить единицу к получившемуся значению.
Не обязательно устанавливать все стропила с одинаковым шагом. Можно сделать по углам расстояние немного больше. Но в таком случае увеличенные просветы дополнительно усиливаются сплошной обрешеткой.
Односкатная крыша обычно имеет небольшой уклон, поэтому зимой снег приходится чистить вручную. Это значительно увеличивает максимальное воздействие на стропильные ноги. Поэтому в регионах со снежной зимой рекомендуется либо устанавливать стропильную систему с расстоянием 60-80 см, либо делать более крутой уклон.
С крыш, наклон которых более 45 градусов, снег скатывается без посторонней помощи, поэтому снеговая нагрузка не учитывается при строительстве.
Ветровые нагрузки для пологих крыш еще один фактор выбора малого шага между стропилами. Однако при наклоне в 45 градусов и больше лучше подойдет шаг больше метра, так как это облегчит крышу и снизит вероятность срыва крыши ветром.
Посмотреть значения ветровых и снеговых нагрузок можно по карте в СНиП 2.01.07-85.
Размер утеплительного мата зависит от производителя и конкретного материала. Обычно используются следующие варианты ширины:
- 50 см;
- 90 см;
- 1 м;
- 1 м 20 см.
Классический и самый распространенный мат шириной 1 м, поэтому для удобства шаг подбирается примерно такой же. Просветы между стропильными балками и утеплителем приводят к повышенным теплопотерям.
Стропила обычно производятся из сосны или ели разного сорта. Чем больше сечение бруса и лучше сорт древесины, тем большее расстояние между стропильными ногами возможно. Для сосны и ели можно воспользоваться стандартной таблицей “размеров”.
В случае использования пиломатериалов из деревьев других пород, необходимо рассчитывать нагрузку с учетом несущей способности бруса. Этот коэффициент часто указывается на самом брусе производителем.
Рекомендуется использовать минимальный шаг стропил (70 см), если нижняя часть фермы используется как балка перекрытия для потолка. В случае с наслонной системой учитывать расстояние между затяжками и балками перекрытия не требуется.
Стропильные узлы наиболее уязвимая часть, на которую приходится большая часть нагрузок. Особенно в случае с крышей с длинным пролетом. В таких проектах рекомендуется использовать стальные стропила. В крышах созданных по стандартным проектам расстояние между стропильными узлами составляет около 1,5 м.
При расчете общего значения нагрузки обязательно учитывается вес кровельного пирога и стропильной системы. Это постоянные значения. Они зависят от типа кровельного материала. Для расчета нагрузки кровельного пирога рекомендуется брать значения у производителя кровельных материалов.
На этапе строительства работать с маленьким расстоянием между стропилами неудобно. Особенно когда дело доходит до обрешетки и укладки профнастила или других материалов.
При самостоятельном строительстве рекомендуется попробовать сделать “предварительную” раскладку.
Это даст наглядное представление о том, будет ли удобно работать на высоте.
Определение совокупности нагрузок
Нагрузка на стропильную систему напрямую зависит от количества ног. Еще на этапе планирования необходимо рассчитать общую нагрузку (включая вес кровли и снежную).
Значение совокупной нагрузки нужно разделить на предполагаемое количество стропил. Если итоговое число получается большим, то рекомендуется уменьшить расстояние между балками (проверить можно по таблице характеристик, зная материал изготовления).
При увеличении количества стропильных ног, стоит включить их вес в совокупную нагрузку при пересчете.
Основные положения расчета
Для расчета шага стропил можно воспользоваться онлайн-калькуляторами. Также существует формула:
N=SxQ, где:
- N распределение нагрузки на стропильную ногу;
- S расстояние между стропилами;
- Q суммарная нагрузка в кг/м².
Первично выбранное значение шага между стропилами корректируется в процессе по формуле:
Ls/(Ls/S+1), где:
- Ls длина ската:
- S шаг между стропилами.
При этом значение Ls/S+1 округляется в большую сторону.
Например, длина ската 30 м, выбранный шаг стропил 1 м. После расчета по формуле 30/(30/1+1). Получаем точную длину шага 97 см.
Оптимальное и минимальное значение
У каждого стройматериала, который используется для изготовления стропил и кровли, есть свое допустимое значение. Но минимальным шагом считается расстояние в 70 см. С более маленьким зазором нет смысла работать.
Оптимальным расстоянием считается 1 м. С таким значением легче высчитать количество балок, нагрузку и другие показатели. Кроме того обычно утеплитель продается полосами шириной в 1 м, поэтому его удобно закладывать между стропилами.
Параметры для ондулина и других материалов
Для каждого кровельного материала есть собственное оптимальное значения шага стропил. Придерживаться его не обязательно, так как лучше принимать решение по совокупности факторов.
Однако есть рекомендации по межстропильному расстоянию:
- для профнастила от 60 до 90 см;
- для металлочерепицы от 60 до 95 см;
- для керамической черепицы от 80 до 120 см;
- для ондулина от 60 до 90 см.
Почти во всех случаях рекомендуемое расстояние меньше 1 м. Даже в случае с легкими кровельными материалами упор делается на надежность всей конструкции.
Заключение
Если по итогам расчетов расстояние между стропильными балками получается маленькое и с ним неудобно работать, есть альтернатива установка дополнительных опорных конструкций. Благодаря им увеличивается максимальная нагрузка на крышу, а значит и шаг между стропильными ногами. Для всех расчетов можно использовать онлайн-калькуляторы. Однако самым простым выбором при строительстве односкатной крыши станет шаг стропил в 1 м.
