Как рассчитать длину стропил двухскатной крыши калькулятор

Построить крышу своими руками по силам многим, главное, чтобы размеры конструктивных элементов были подобраны правильно

Расчет мансардной крыши – как рассчитать площадь (онлайн калькулятор)

Мансардой называют жилое, отапливаемое помещение, оборудуемое в подкровельном пространстве, которое позволяет увеличить жилую площадь дома с минимальными затратами. Конструкция такой кровли отличается повышенной сложностью, так как она должна выдерживать высокие весовые нагрузки, поэтому рассчитать ее самостоятельно достаточно трудно. Чтобы выполнить расчет мансардной крыши быстро и правильно, можно использовать онлайн-калькулятор. В этой статье мы расскажем, какие вычисления необходимо произвести, чтобы избежать ошибок в проекте.

Калькулятор

Особенности мансардной крыши

Конструкция мансардной крыши отличается от обычной, так как они используются по-разному и имеют различное предназначение. Чтобы оборудовать жилую мансарду с достаточно высокими потолками, необходимо существенно увеличить высоту конька кровли, изменить уклон скатов, а также усилить стропильную систему.

Чтобы избежать ошибок при проектировании, лучше использовать специальную программу-калькулятор, которая автоматически выполняет точные расчет, основываясь на введенных данных. Конструктивными особенностями мансардной крыши являются:

  1. Ломанная форма скатов. Чтобы максимально увеличить полезный объем подкровельного пространства, крышу приходится делать ломанного или полувалькового типа. Такая конструкция скатов позволяет сделать потолок высоким, не увеличивая угол наклона кровли.
  2. Большой уклон. Мансардные крыши, как правило, имеют большой уклон скатов, позволяющий увеличить полезный объем помещения за счет высоты потолка. Эта особенность приводит к тому, что существенно возрастает вес конструкции.
  3. Большая площадь скатов. Из-за крутизны и большой высоты конька мансардная крыша обладает огромной площадью соприкосновения с атмосферой, что неблагоприятно сказывается на количестве теплопотерь. Чтобы сохранить тепло в мансарде, обязательно выполняется термоизоляция кровельных скатов.

Обратите внимание! Онлайн-калькулятор не заменит опытного архитектора в вопросе создания проекта надежной мансардной кровли, однако, он поможет избежать грубых ошибок в расчетах, которые приводят к обрушению конструкции.

Особенности мансардной кровли

Схема мансардной крыши

Расчет площади мансарды

В первую очередь, для создания функционального проекта необходимо рассчитать площадь мансарды. Этот параметр зависит от размеров доме, но также на него оказывает влияние конструкция крыши. Общая площадь мансарды складывается из 2 показателей:

Важно! Чтобы программа-калькулятор рассчитала площадь мансарды, необходимо в свободные поля ввести уклон и высоту конька крыши, размеры дома, а также форму и количество скатов. После этого у пользователя появится возможность увидеть точный расчет показателя, а также визуализировать результат вычислений с помощью схемы.

Зависимость полезной площади мансарды от уклона

Сравнение площади мансарды в зависимости от формы крыши

Расчет основных параметров

От правильности расчета зависит надежность, прочность и долговечность конструкции мансардной кровли, поэтому при отсутствии опыта проектной работы такой сложности лучше использовать онлайн-калькулятор.

Специальная программа поможет быстро и точно рассчитать основные параметры крыши, чтобы приобрести необходимое количество строительных материалов и удостовериться в достаточной прочности фундамента. В расчёт мансардной кровли входят следующие показатели:

  1. Высота конька. Этот показатель определяет высшую точку крыши в соответствии с желаемым уклоном скатов и шириной дома. Вычисления выполняются с помощью тригонометрических формул.
  2. Общий вес кровельного пирога. Для вычисления этого показателя складывается удельный вес 1 квадратного метра кровельного материала, гидроизоляции, утеплителя и элементов стропильной системы. Для жилых домов общий вес 1 квадратного метра кровельного пирога не должен превышать 50 кг.
  3. Площадь скатов. Если форма ската прямоугольная, то его площадь вычисляется путем умножения длины на ширину элемента. Если крыша имеет более сложную форму, то она разбивается на простые геометрические формы, площадь которых рассчитывается отдельно, а потом складывается.

Учтите, что даже продвинутый калькулятор не застрахует от ошибок в проекте, однако, он поможет быстро прикинуть стоимость материала и сравнить разные варианты конструкции мансардной кровли.

Особенности стропильного каркаса ломанной кровли

Видео-инструкция

Расчет нагрузки на стропила

Ветровая нагрузка рассчитывается упрощенно следующим образом: региональный показатель ветровой нагрузки умножаем на поправочный коэффициент. Региональный показатель берется из СНиП по карте ветровых нагрузок.

Поправочный коэффициент для строений по высоте:

  • ниже пяти метров берется в диапазоне 0,5 – 0,75;
  • от пяти до десяти метров – 0,65 – 1,0;
  • от десяти до двадцати метров – 0,85 – 1,25.

Меньшее значение коэффициента применяется для застроенных или лесистых территорий, где сила ветра усмиряется препятствиями, большее значение берется для открытой местности.

В том случае, если строение расположено на открытой хотя бы с одной стороны территории, тоже применяется большее значение диапазона.

Снеговая нагрузка вычисляется сходным образом – показатель снеговой нагрузки умножаем на поправочный коэффициент.

Коэффициент зависит от угла наклона крыши:

  • пологий скат с наклоном до 25 градусов имеет коэффициент, равный 1,0;
  • у ската с углом наклона от 25 до 60 градусов коэффициент составляет 0,7;
  • если угол наклона ската превышает 60 градусов, то снеговая нагрузка не учитывается.

Показатель снеговой нагрузки указан на соответствующей карте СНиП аналогично карте ветровых нагрузок.

Если строение расположено близко к границе двух регионов, то используется значение для региона с наибольшим показателем.

Читайте также:  Как и чем прочистить дымоход: мастер-класс и 3 секрета от трубочиста

Полученные значения ветровой и снеговой нагрузки суммируются. Итоговое значение, полученное на данном этапе расчетов, называется показателем переменных нагрузок.

Видео:

Расчет постоянных нагрузок, действующих на стропильную систему, зависит от выбранного типа кровли.

Постоянные нагрузки рассчитываются для кровельного «пирога» путем сложения веса его компонентов — обрешетки, утеплителя, гидроизоляции, кровельного материала.

Вес наиболее распространенных кровельных материалов:

  • цементно-песчаная черепица: 20 — 30 кг на метр квадратный;
  • шифер: 10 — 14 кг на метр квадратный;
  • битумная черепица: 6 — 8 кг на метр квадратный;
  • металлочерепица: 3,5 — 4,5 кг на метр квадратный;
  • ондулин: 3 кг на метр квадратный.

Из приведенных данных следует, что статическая нагрузка может варьироваться в зависимости от выбранного типа используемого кровельного материала.

Сложив значения статической и переменной нагрузок и прибавив 10 % для запаса по прочности, получаем итоговое значение, которое будет использоваться для дальнейшего расчета стропил.

Конструкция стропильной системы двухскатной крыши

Постройка крыши любой сложности своими руками предполагает знания назначения основных конструктивных элементов.

Элементы стропильной системы двухскатной крышиЭлементы стропильной системы двухскатной крыши — схема 2Элементы стропильной системы двухскатной крыши — схема 3

  • Мауэрлат. Предназначен для распределения нагрузки от стропильной системы на несущие стены здания. Для обустройства мауэрлата выбирается брус из прочной древесины. Предпочтительно лиственницы, сосны, дуба. Сечение бруса зависит от его вида – цельный или склеенный, а также от предполагаемого века конструкции. Наиболее популярные размеры 100х100, 150х150 мм.

    Совет. Для стропильной системы из металла мауэрлат также должен быть металлическим. Например, швеллер или двутавровый профиль.

  • Стропильная нога. Основной элемент системы. Для изготовления стропильных ног используется прочный брус или бревно. Соединенные сверху ноги образуют ферму.

Варианты фермы стропильной системы крыши

Важное значение имеют параметры стропил. О них речь пойдет чуть ниже.

  • Затяжка — соединяет стропильные ноги и придает им жесткость.
  • Прогон:
    • Коньковый прогон, монтируется в месте примыкания одного стропила к другому. В дальнейшем на него будет установлен конек крыши.
    • Боковые прогоны, они обеспечивают ферме дополнительную жесткость. Их количество и размер зависят от нагрузки на систему.
  • Стойка для стропил — вертикально расположенный брус. Также принимается на себя часть нагрузки от веса крыши. В простой двускатной крыше обычно располагается по центру. При значительной ширине пролета – по центру и по бокам. В несимметричной двускатной крыше – место установки зависит от длины стропила. При ломанной крыше и обустройстве одной комнаты на мансардном чердаке – стойки располагаются по бокам, оставляя свободным пространство для перемещения. Если комнат предполагается две – стойки находятся по центру и по бокам.

Расположение стойки в зависимости от длины крыши показано на рисунке.

Расположение стойки в зависимости от длины крыши

  • Подкос. Служит опорой для стойки.

Совет. Установка подкоса под углом в 45° существенно снижает риск деформации от ветровой и снеговой нагрузки.

В регионах со значительной ветровой и снеговой нагрузкой устанавливают не только продольные подкосы (находящиеся в одной плоскости со стропильной парой), но и диагональные.

  • Лежень. Его назначение служить опорой для стойки и местом крепления подкоса.
  • Обрешетка. Предназначена для передвижения во время строительных работ и фиксации кровельного материла. Устанавливается перпендикулярно по отношению к стропильным ногам.

Совет. Важное назначение обрешетки — перераспределение нагрузки от кровельного материала на стропильную систему.

Наличие чертежа и схемы с указанием месторасположения всех перечисленных конструктивных элементов поможет в работе.

Совет. Обязательно добавьте в схему стропильной системы двухскатной крыши данные об устройстве прохода вентиляционной шахты и дымовой трубы. Технология их устройства определяется типом кровли.

Выбор материала для стропил

При расчете материала на двухскатную крышу нужно выбирать качественную древесину без повреждений и червоточин. Наличие сучков для балок, мауэрлата и стропил не допускается.

Для досок обрешетки сучков должно быть минимум, при этом они не должны выпадать. Древесина должна быть прочной и обработанной необходимыми препаратами, которые повысят ее свойства.

Совет. Длина сучка не должна превышать 1/3 толщины бруса.

Расчет стропильной системы двухскатной крыши — онлайн калькулятор

Как рассчитать длину стропил двухскатной крыши? Расчет двухскатной крыши вы можете произвести с помощью нашего онлайн помощника.

Вы сможете рассчитать не только количество кровельного материала, но так же систему обрешетки и стропил.

Калькулятор производит расчет кровли двухскатной крыши.

Прежде чем приступить к расчетам, в верхнем правом углу калькулятора нужно выбрать кровельное покрытие.

Ниже представлены калькуляторы для других видов крыш:

Обозначения полей в калькуляторе

Материал для теплой кровли

Утепленная крыша – это достаточно простой способ сохранить тепло в доме. Такой вариант кровельной конструкции позволяет использовать мансарду как жилое помещение. Для укладки пирога используются различные материалы в таком порядке:

  • пароизоляционное покрытие – металлизированная трехслойная пленка;
  • утеплитель – минвата из базальтового волокна с толщиной не менее 10 сантиметров;
  • гидроизоляция – пленочный материал, защищающий утеплитель от влаги;
  • контробрешетка – конструкция толщиной не меньше 3 сантиметров из деревянных брусков, обеспечивающая вентиляционный зазор.

Пенополистирольные плиты для теплоизоляции

Если в качестве теплоизоляции применяются пенополистирольные плиты, то укладку барьера для водяного пара можно не проводить. Гидроизоляционный материал и утеплитель укладывается на крышу только сплошным слоем. Все стыки должны быть герметично проклеены специальной лентой.

Расчеты вальмовой крыши на этапе проектирования можно быстро провести с помощью онлайн калькулятора. Для получения всех необходимых данных не требуются особые навыки и знания. Все что нужно – это правильно заполнить указанные в системе строки. Калькулятор сам проведет все вычисления и предоставит достоверную информацию вместе с чертежом.

Читайте также:  Беседка из поликарбоната своими руками – шагаем в ногу со временем

Расчет деревянных стропил крыши

Обычно в частном строительстве для устройства крыши дома используется деревянная стропильная система, которая обычно состоит из стропил (верхний пояс стропильной системы), обрешетки, подкосов, затяжек, стоек и прогонов.

Основным элементом из них являются стропила. Именно от их надежности зависит «сложится» ли ваша крыша или нет.

Поэтому для того, чтобы этого не случилось данные конструкции необходимо рассчитывать — делать подбор минимально допустимого сечения по прочности и прогибу.

1. Калькулятор

2. Инструкция к калькулятору

Сделать это Вы можете на данной странице, где Вам предлагается произвести расчет деревянных стропил крыши (расчет обрешетки см. другой калькулятор) для восьми типов стропильной системы:

  • Тип 1 — односкатная крыша, в которой стропила опираются на две опоры.
  • Тип 2 — в основе стропильной системы лежит треугольник, стропилины которого опираются по двум точкам.
  • Тип 3 — двухскатная крыша, состоящая из треугольной стропильной системы, в которой используются подкосы.
  • Тип 4 — треугольная арка с затяжкой на опорах.
  • Тип 5 — стропила крыши с шарнирным опиранием по концам и жестким защемлением в области конька.
  • Тип 6 — в стропильной системе каждая стропилина опирается на три опоры.
  • Тип 7 — стропильная система, в которой стропилины соединены приподнятой затяжкой.
  • Тип 8 — стропильная система мансардной крыши, которая опирается на четыре опоры и имеет затяжку в области верхних опор.

Примечание: Данный список можно было еще долго и долго продолжать. Но даже если Ваша крыша точно не соответствуют перечисленным типам, благодаря данному калькулятору Вы все равно сможете ее рассчитать. Просто нужно подобрать наиболее подходящий из предложенных.

Исходные данные

Условия эксплуатации:

Срок службы — здесь указывается срок, на протяжении которого конструкции должны исправно работать.

Про остальные параметры (длины (L и L0), шаг стропил (K), высоты крыши (Н, Н1 и Н2)) и так все понятно. Здесь просто нужно смотреть на рисунок.

Характеристики стропилин:

Для справки, стропилина — это одна из досок стропил.

Материал — здесь выбирается порода дерева, из которой будут изготовлены стропилины, а впоследствии и стропила.

Ширина (B) и высота (D) — размеры сечения стропилины.

Сорт древесины — здесь выбирается сорт древесины, из которого будут изготовлены стропилины.

Пропитка — ставится «Да», если древесина будут подвержена глубокой пропитке антипиренами под давлением.

Нагрузка:

По СНиП «Нагрузки и воздействия» нагрузка на стропила может быть неравномерной. Другими словами, стропилина слева может быть нагружена больше, чем стропилина справа (подробнее об этом в статье: сбор нагрузок на кровлю и стропила).

Поэтому, если рассчитывается лишь одна стропилина, то нормативные (qн)  и расчетные (qр) нагрузки берутся максимальные (в нашем случае слева).

А если расчет стропил крыши производится так, как в случае с затяжками (когда рассчитывается стропило целиком), то нужно указывать и нагрузки слева (qн1, qr1) и нагрузки справа (qн2, qr2).

Результат

Длины (L1 и L2) — расчетные длины стропилин.

Углы наклона (P, P1 и P2) — углы наклона стропил и подкоса. В случае с подкосом угол наклона Р2 желательно делать в пределах 45-53°.

Реакции (VA, VB и VC) — реакции, возникающие на опорах.

Усилия (NA, NC, ND и NE) — усилия, возникающие в затяжке.

Гибкость стропилины — параметр необходимый для расчета стропил на сжатие.

Расчет по прочности:

Gстропил. — напряжение, возникающее в стропилах.

Rтреб — требуемое расчетное сопротивление древесины. Если возникающее напряжение превышает его, то стропилы по прочности не проходят. В этом случае нужно, либо уменьшать шаг стропил, либо увеличивать их сечение.

Запас — в случае, если Gстропил.>Rтреб, то здесь показывается на сколько превышено напряжение в стропилах; в противном случае (Gстропил.

Как выполняется определение общей площади

Перед тем, как рассчитать площадь двухскатной крыши, нужно произвести описанные выше вычисления и обратить внимание на такие нюансы:

  • площадь крыши состоит из суммы площадей каждой скатной поверхности;
  • если скаты одинаковые, то для получения итогового результата нужно произвести вычисления одного из них и умножить на «2»;
  • если скатные поверхности разных размеров (что тоже встречается, хоть и редко), тогда рассчитывается квадратура каждой в отдельности, и они суммируются;
  • для простой формы скатной поверхности (правильный прямоугольник), когда углы равны 90 градусов, расчёт основывается на определении площади прямоугольника. Если форма неправильная (есть углы, не равные 90 градусам), тогда скат целесообразнее разделить на более мелкие фигуры – прямоугольный треугольник с прямоугольником, а затем уже суммировать найденные для них площади;
  • собираясь рассчитать площадь кровли двухскатной крыши, не стоит забывать о том, есть ли мансардные окна, вентиляционные отверстия, трубы от дымохода, парапеты, а также обратить внимание нужно на карнизы и фронтонные свесы.

Теперь вспомним несколько формул из курса геометрии и попробуем произвести вычисления для самого простого типа конструкции. Вооружившись обычным калькулятором, рассчитать площадь двухскатной крыши можно, и для этого понадобятся первичные данные.

Расчет двухскатной крыши — конструкции и площади

В первую очередь нужно узнать каждую сторону прямоугольника, т.к. площадь будет равна их произведению:

  • одна из них будет равна длине ската, к которому добавлена величина карнизного свеса;
  • вторая – длине дома вместе с удвоенным значением фронтального свеса (не забывайте учитывать, что он добавляется с двух сторон).

Допустим, у нас дом 9х10 метров. Длину ската можно найти, отталкиваясь от сути теоремы Пифагора, по которой квадрат гипотенузы (она у нас выступает в роли длины ската) равен сумме квадратов катетов (в нашем случае это высота конька и половина ширины здания – 3,15 м и 4,5 м). Выполнив несколько арифметических действий, получаем величину ската 5,5 метров. Фронтонный свес составит 0,6 м, а карнизный – 0,5 м.

Читайте также:  Конструкция висячих и наслонных стропил крыши своими руками

Подставив в основную формулу все данные, получим:

S=(10+2*0,6)*(5,5+0,5)=67,2 кв. метра.

У нас получилась площадь одной скатной поверхности, а для определения всей крыши её необходимо умножить на «2» (в случае, если две стороны одинаковых размеров).

Результат: S общ. = 134,4 кв. метра.

Все эти данные нужно получить ещё на этапе проектирования, для того, чтобы заложить в смету все необходимые расходы на приобретение материалов для строительства двускатной крыши. Покупая кровельное покрытие, нужно брать небольшой запас, т.к. оно обязательно будет укладываться внахлёст, а значит, с большим расходом. Чем круче скатные поверхности и выше угол наклона, тем «расходнее»  окажется покрытие, в основном на запас берут от 8 до 15 процентов.

Рекомендации

Сделать все расчеты перед началом работ по возведению крыши достаточно просто. Единственное, что требуется – это скрупулезность и внимательность, не следует также забывать о проверке данных, после завершения процесса.

Одним из параметров, без которого в процессе расчетов не обойтись будет общая площадь крыши. Следует изначально понимать что этот показатель представляет, для лучшего понимания всего процесса вычисления.

Имеются некоторые общие положения, которых рекомендуется придерживаться в процессе расчета:

  1. Первым делом определяется длина каждого из скатов. Эту величина равна промежуточному расстоянию между точками в самой верхней части (на коньке) и самой нижней (карниз).
  2. Вычисляя такой параметр необходимо учитывать все дополнительные кровельные элементы, например, парапет. свес и любого рода сооружения, которые добавляют объем.
  3. На этом этапе также должен быть определен материал, из которого будет конструироваться кровля.
  4. Не нужно учитывать при вычислениях площади элементы вентиляции и дымохода.

Приведенные выше моменты применимы в случае с обычной крышей, имеющей два ската, но если план дома предполагает наличие мансарды или иную разновидность формы крыши, то расчеты рекомендуется проводить только с помощью специалиста.

Лучше всего вам поможет в расчетах калькулятор стропильной системы двухскатной крыши.

Расчет стропильной системы двухскатной крыши: калькулятор

Нагрузка на стропила по схеме

Различают три типа нагрузки:

  • Постоянная. Это значение, которое не будет изменяться на протяжении всего срока эксплуатации кровли. К этой категории относят массу кровельного материала, утеплителя, гидро- и пароизоляции, обрешетки, доборных деталей кровли, а также внутренней отделки мансарды. То есть, суммированное значение массы элементов и будет ожидаемой нагрузкой. Ее средняя величина составляет 40-45 кг/м2, но не более 50 кг/м2. Желательно предусмотреть запас прочности, равный 10 % от общей массы.
  • Переменная. Имеется в виду интенсивность выпадения осадков, нагрузка от снега и ветра, которые могут существенно варьироваться в зависимости от времени года или погодных условий.
  • Особая. К данной группе относят экстремальные природные явления – землетрясения, торнадо, сильные ветры. В этих случаях запас прочности делают существенно больше обычного.

Расчет площади крыш в зависимости от типа

Несмотря на похожесть конструкций каждого типа, производить расчет площади в каждом отдельном случае нужно по-разному, при помощи калькулятора или же без него. Проще всего просчитать площадь и другие параметры односкатной конструкции, а вот с двускатной будет уже сложнее.

От того, насколько правильно будут выполнены расчеты, зависит надежность будущей кровли , а вы сможете сэкономить средства на строительные материалы.

Рассчитываем высоту двускатной крыши без специального калькулятора

Высота крыши зависит от угла наклона, который определяется измерением длины и ширины строения. Оптимальный его размер – до 30 градусов и зависит он кровельного материала и погодных условий вашего региона. Чем больше выпадает осадков, тем больше должен быть угол.

Таким же образом при расчетах учитывается и вероятность ветровых нагрузок на помещение.

Теперь измеряем высоту при помощи геометрических расчетов. Для начала измерьте высоту конька, это будет катет треугольника, а второй катет – это ширина дома, разделенная надвое. Высоту конька определяют путем умножения длины катета на тангенс угла наклона.

Так, если ширина дома составляет 6 метров, и в нем есть два ската, а угол наклонов с обеих сторон равен 40 градусов, то тангенс в данном случае будет равен 2,84.

Расчет высоты четырехскатной кровли

Здесь произвести расчеты вручную будет сложнее, поскольку четырехскатные кровли могут быть:

  1. шатровыми;
  2. полувальмовыми;
  3. вальмовыми;
  4. щипцовыми.

Расчет кровли при этом должен осуществляться с учетом следующих правил:

Теперь давайте сделаем примерный расчет четырехскатной крыши .

Если крыша состоит из двух правильных трапеций и стольких же равнобедренных треугольников, то угол наклона скатов будет 30 градусов. Согласно специальной таблице, косинус угла составит 0,87.

Скаты в виде трапеции будут иметь стороны по 10 и 7 метров соответственно, и высоту 3 метра. А треугольные скаты будут состоять из двух сторон по 3, 34 м и третьей 4,6 м соответственно.

Затем определяем площадь трапеции, путем сложения двух горизонтальных сторон, разделенных надвое и умноженных на высоту. В итоге мы получим значение 25, 5 квадратных метров. Это значение следует умножить на косинус, и мы получим число 22, 185 кв метров, которое следует округлить до 22,5.

Теперь определите площадь треугольных скатов и суммируйте площади всех скатов, округлив их в большую сторону. В итоге мы получим значение в 75 квадратных метров.