Реклама на портале

Односкатная кровля 6 на 9. Фермы из профильной трубы: рассчитываем и изготавливаем своими руками

  • Навесы относят к категории наиболее простых сооружений, которые возводят на загородном или дачном участке. Их используют под самые разные цели: в качестве стоянки автомобилей, участка для складирования и множества других вариантов.

    Конструктивно навес крайне прост. Это

    • каркас, основным элементом которого являются фермы для навесов, отвечающие за стабильность и прочность конструкции;
    • покрытие. Его выполняют из шифера, поликарбоната, стекла или профлиста;
    • доборные элементы. Как правило, это элементы украшения, которые располагают внутри сооружения.

    Конструкция довольно проста, к тому же весит она немного, поэтому ее можно собрать своими руками сразу на участке.

    Однако чтобы получить практичный правильный навес, прежде всего нужно обеспечить его прочность и долгую эксплуатацию. Для этого следует знать, как рассчитать ферму для навеса, изготовить самостоятельно и сварить или купить готовые.

    Металлические фермы для навесов

    Эта конструкция состоит из двух поясов. Верхний пояс и нижний соединены через раскосы и вертикальные стойки. Она способна противостоять существенным нагрузкам. Одно такое изделие, весящее от 50–100 кг может заменить балки из металла большие по весу в три раза. При правильном расчете металлическая ферма в , швеллеров или не деформируется и не прогибается при воздействии нагрузок.

    Металлический каркас одновременно испытывает несколько нагрузок, поэтому так важно знать, как рассчитать металлическую ферму, чтобы точно найти точки равновесия. Только так конструкция сможет противостоять даже очень высоким воздействиям.

    Как выбрать материал и правильно варить их

    Создание и самостоятельная установка навесов возможны при небольших габаритах сооружения. Фермы для навесов в зависимости от конфигурации поясов могут быть изготовлены из профилей или стальных уголков. Для относительно небольших конструкций рекомендуется выбирать профильные трубы.

    Подобное решение имеет ряд преимуществ:

    • Несущая способность профильной трубы напрямую связана с ее толщиной. Чаще всего для сборки каркаса используют материал с квадратом 30-50х30-50 мм в сечении, а для сооружений небольшого размера подойдут трубы и меньшего сечения.
    • Для металлических труб характерна большая прочность и это при этом, что они весят намного меньше, чем цельный брусок из металла.
    • Трубы сгибаются – качество необходимое при создании криволинейных конструкций, например, арочных или купольных.
    • Цена фермы для навесов относительно небольшая, поэтому купить их не составит особого труда.

    На заметку

    Металлический каркас прослужит значительно дольше, если защитить его от коррозии: обработать грунтовкой и покрасить.

    • На такой металлический каркас можно удобно и достаточно просто уложить практически любую обрешетку и кровлю.

    Способы соединения профилей

    Как можно сварить навес

    Среди главных достоинств профильных труб следует отметить безфасоночное соединение. Благодаря такой технологии, ферма для пролетов, не превышающих 30 метров, получается конструктивно простой и обходится относительно недорого. Если ее верхний пояс достаточно жесткий, то кровельный материал можно опереть непосредственно на него.

    Безфасоночное сварное соединение обладает рядом достоинств:

    • существенно снижается масса изделия. Для сравнения отметим, что клепанные конструкции весят на 20%, а болтовые – на 25 % больше.
    • снижает трудозатраты и расходы на изготовление.
    • стоимость сварки небольшая. Более того, процесс можно автоматизировать, если использовать аппараты, которые позволяют бесперебойно подавать сварную проволоку.
    • полученный шов и присоединяемые детали получаются одинаково прочными.

    Из минусов следует отметить необходимость наличия опыта проведения сварочных работ.

    Крепление на болты

    Болтовым соединением профильных труб пользуются не так уж редко. Преимущественно его используют для разборных конструкций.

    К основным преимуществам такого вида соединения относят:

    • Простую сборку;
    • Отсутствие необходимости в дополнительном оборудовании;
    • Возможный демонтаж.

    Но при этом:

    • Увеличивается вес изделия.
    • Потребуются дополнительные крепежные детали.
    • Болтовые соединения менее прочные и надежные, нежели сварные.

    Как рассчитать металлическую ферму для навеса из профильной трубы

    Возводимые сооружения должны быть достаточно жесткими и прочными, чтобы противостоять различным нагрузкам, поэтому перед их монтажом необходимо выполнить расчет фермы из профильной трубы для навеса и составить чертеж.

    При расчете, как правило, прибегают к помощи специализированных программ с учетом требований СниП («Нагрузки, воздействия», «Стальные конструкции»). Можно рассчитать металлическую ферму онлайн, пользуясь калькулятором расчета навеса из металлопрофиля. При наличии соответствующих инженерных знаний расчет можно провести и собственноручно.

    На заметку

    Если известны главные параметры конструкции, можно поискать подходящий готовый проект, среди выложенных в интернете.

    Проектные работы выполняют на основе следующих исходных:

    • Чертеж. От типа крыши: одно- или двускатная, шатровая или арочная, зависит, конфигурация поясов каркаса. Самым простым решением можно считать односкатную ферму из трубы профильной.
    • Размеры конструкции. Чем с большим шагом будут установлены фермы, тем нагрузка, которой они смогут противостоять, будет больше. Важен также угол наклона: чем он больше, тем легче будет сходить снег с кровли. Для расчета понадобятся данные об экстремальных точках ската и их удаленности друг от друга.
    • Размеры элементов кровельного материала. Они играют решающую роль в определении шага ферм для навеса, скажем, . Кстати, это самое популярное покрытие для сооружений, устраиваемых на собственных участках. с легкостью сгибаются, поэтому они подходят для устройства криволинейных покрытий, к примеру, арочных. Все что при этом важно, так это только то, как правильнорассчитать навес из поликарбоната.

    Расчет металлической фермы из профильной трубы для навеса выполняют в определенной последовательности:

    • определяют величину пролета, соответствующую техзаданию;
    • чтобы вычислить высоту конструкции, по представленному чертежу подставляют размеры пролета;
    • производят задание уклона. Соответственно оптимальной форме кровли сооружения определяют контуры поясов.

    На заметку

    Максимально возможный шаг ферм для навеса при использовании профильной трубы равен 175 см.

    Как сделать ферму из поликарбоната

    Первым этапом изготовления своими руками ферм из профильной трубы для навеса является составление детального плана, на котором должны быть указаны точные размеры каждого элемента. Кроме этого желательно подготовить дополнительный чертеж конструктивно сложных деталей.

    Как видите, до того, как самому изготовить фермы, необходимо хорошо подготовиться. Отметим еще раз, что в то время как при выборе формы изделия руководствуются эстетическими соображениями, то для определения конструктивного типа и количества составляющих элементов требуется расчетный путь. При проверке на прочность металлической конструкции обязательно нужно учесть также данные об атмосферных нагрузках в данном регионе.

    Дуга считается предельно упрощенной вариацией фермы. Это – одна профилированная труба, имеющая круглое либо квадратное сечение.

    Очевидно, что это не только самое простое решение, оно и обходится дешевле. Тем не менее дуги для навеса из поликарбоната имеют определенные недостатки. В частности это касается их надежности.

    арочные навесы фото

    Проанализируем, каким образом распределяется нагрузка в каждом из этих вариантов. Конструкция фермы обеспечивает равномерное распределение нагрузки, то есть сила, воздействующая на опоры, будет направлена, можно сказать, строго вниз. Это значит, что опорные столбы отлично противостоят усилиям на сжатие, то есть могут выдержать дополнительное давление снежного покрова.

    Дуги такой жесткостью не обладают и не способны распределять нагрузку. Чтобы компенсировать такого рода воздействие, они начинают разгибаться. В результате возникает сила, возложенная на опоры в верхней части. Если учесть, что она приложена к центру и направлена горизонтально, то малейшая ошибка в расчете основания столбов, по меньшей мере, вызовет их необратимую деформацию.

    Пример расчета металлической фермы из профильной трубы

    Расчет такого изделия предполагает:

    • определение точной высоты (Н) и длины (L) металлической конструкции. Последняя величина в точности должна соответствовать длине пролета, то есть расстоянию, перекрывающему конструкцию. Что же касается высоты, то она зависит от спроектированного угла и особенностей контура.

    В треугольных металлоконструкциях высота составляет 1/5 или ¼ часть длины, для остальных типов с прямолинейными поясами, к примеру, параллельными или полигональными – 1/8 часть.

    • Угол раскосов решетки колеблется в пределах 35–50°. В среднем он составляет 45°.
    • Важно определить оптимальное расстояние от одного узла до другого. Обычно искомый промежуток совпадает с шириной панели. Для конструкций, длина пролета в которых больше 30 м, необходимо дополнительно рассчитать строительный подъем. В процессе решения задачи можно получить точную нагрузку на металлоконструкцию и подобрать правильные параметры профильных труб.

    В качестве примера рассмотрим расчет ферм стандартного односкатного сооружения 4х6 м.

    В конструкции используется профиль 3 на 3 см, стенки которого имеют толщину в 1,2 мм.

    Нижний пояс изделия имеет длину 3,1 м, а верхний – 3,90 м. Между ними устанавливают вертикальные стойки, выполненные из такой же профильной трубы. Самая большая из них имеет высоту 0,60 м. Остальные вырезают по степени убывания. Можно ограничиться тремя стойками, расположив их от начала высокого ската.

    Участки, которые образуются при этом, усиливают, установив раскосые перемычки. Последние изготовлены из более тонкого профиля. К примеру, для этих целей подойдет труба сечением 20 на 20 мм. В месте схождения поясов стойки не нужны. На одном изделии можно ограничиться семью раскосами.

    На 6 м длины навеса используют пять подобных конструкций. Их укладывают с шагом в 1,5 м, соединяя дополнительными перемычками поперечного расположения, выполненными из профиля сечением 20 на 20 мм. Их фиксируют к верхнему поясу, расположим с шагом 0,5 м. Панели поликарбоната крепят непосредственно к этим перемычкам.

    Расчет арочной фермы

    Изготовление арочных ферм также требует точных расчетов. Это связано с тем, что возложенная на них нагрузка распределится равномерно, только если созданные дугообразные элементы будут иметь идеальную геометрию, то есть правильную форму.

    Рассмотрим подробнее, как создать арочный каркас для навеса с пролетом в 6 м (L). Расстояние между арками примем в 1,05 м. При высоте изделия в 1,5 метра архитектурная конструкция будет смотреться эстетично и сможет противостоять высоким нагрузкам.

    При расчете длины профиля (mн) в нижнем поясе пользуются следующей формулой длины сектора: π R α:180, где значения параметров для данного примера в соответствии с чертежом равны соответственно: R= 410 см, α÷160°.

    После подстановки имеем:

    3,14 410 160:180 = 758 (см).

    Узлы конструкции следует расположить на нижнем поясе на расстоянии 0,55 м (с округлением) друг от друга. Положение крайних рассчитывают индивидуально.

    В случаях когда длина пролета меньше 6 м, сваривание сложных металлоконструкций часто заменяют на одинарную либо двойную балку, согнув металлический профиль под заданным радиусом. Хотя при этом необходимости в расчете арочного каркаса нет, однако правильный подбор профилированной трубы по-прежнему остается актуальным. Ведь от ее сечения зависит прочность готовой конструкции.

    Расчет арочной фермы из профильной трубы онлайн

    Как рассчитать длину дуги для навеса под поликарбонат

    Длину дуги арки можно определить по формуле Гюйгенса. На дуге отмечают середину, обозначив ее точкой М, которая находится на перпендикуляре СМ, проведенном к хорде АВ, через ее середину С. Затем нужно измерить хорды АВ и АМ.

    Длина дуги определяется по формуле Гюйгенса: p = 2l x 1/3 x (2l – L), где l – хорда АМ, L – хорда АВ)

    Относительная погрешность формулы равна 0,5%, если дуга АВ содержит 60 град, а при уменьшении угловой меры погрешность значительно падает. Для дуги в 45 град. она составляет всего 0,02%.

  • Стропильная система односкатной крыши по уровню сложности сборки относится к наиболее простым вариантам, к тому же еще и самым экономичным в плане расхода материалов. Поэтому такую конструкцию чаще всего используют для кровли подсобных помещений: гаражей, хозяйственных построек, мастерских и прочих. Но, также данный тип стропильного каркаса применяется и для жилых строений.

    Однако, несмотря на простоту сборки, в проектировании односкатных крыш, а тем более при их строительстве обязательно необходимо соблюдение всех правил, и требовании в соответствии со СНиП. Почему нужно серьезно отнестись к сборке такой простой стропильной системы, а также что следует учесть в процессе работы?

    В чем преимущество односкатных типов крыш

    Как было сказано во вступлении, односкатная крыша превосходит двухскатные аналоги по простоте в строительстве. Такую кровлю можно взвести даже в одиночку, причем в более короткие сроки. Кроме того существует масса других положительных моментов из-за которых стоит выбрать подобный вариант.

    1

    Значительно меньший расход материалов:

    2 Простота монтажа. Всю работу можно выполнить одному человеку, ведь не нужно собирать стропильные пары, а тем более осуществлять подъем тяжелых деталей на место сборки стропильного каркаса. 3 Меньшая масса конструкции. За счет использования небольшого количества материалов, снижается вес, что позволяет закладывать более легкий фундамент под все строение. 4 Снижение ветровой нагрузки. За счет более низкого силуэта, односкатная крыша не так подвержена парусности, а это не создает сопротивление ветру. 5 Допускается оборудование жилого чердака (мансарды). При соответствующем проектировании строения вполне возможно создание мансарды под односкатной крышей. 6 Возможность создания эксплуатируемой кровли.

    Однако, несмотря на массу преимуществ, подобные конструкции обладают и отрицательными качествами, не всегда позволяющими использовать такие типы крыш. Основные негативные свойства односкатных типов кровельных конструкций следующие:

    • Нежелательное использование в регионах с большим количеством осадков в зимний период. В других районах страны требуется точный расчет , с тщательным подбором сечения пиломатериалов.

    Стоит учесть, что подобные конструкции стропильных систем более целесообразно использовать в южных регионах с малым количеством осадков и постоянными ветрами. Севернее не стоит возводить кровлю с углом наклона скатов менее чем в 45 градусов.

    • Более высокие требования к гидроизоляции.
    • Односкатная крыша не всегда сочетается с подобранным стилем и дизайном дома.

    Несмотря на недостатки, односкатные варианты крыш актуальный вариант, особенно в малоэтажном частном строительстве.

    Проектирование односкатных крыш. Что учесть

    Планируя сборку односкатной крыши нужно учесть и рассчитать множество факторов: схему стропильной системы, угол наклона, нагрузки, подобрать соответствующие материалы. В итоге должен получится чертеж с полной информацией о будущей крыше.

    Классическая схема односкатной стропильной системы, это уложенные поперек строения балки с креплением, к , установленному вдоль несущих стен. Это так называемая односкатная крыша с простыми наслонными стропилами. Но подобный вариант возможен только при пролетах с длиной не более чем 4500 мм. Но, допускается использование односкатных крыш с большей протяженностью.

    • При ширине пролета в 5000-6000 мм, наслонные стропила нужно усилить подкосами, которые опираться на несущую стену с дополнительным мауэрлатом.
    • Если ширина пролетов достигает значения 6000-7500 мм, потребуется собрать более сложный вариант – с упором на шпренгельную ферму. В конструкцию добавляется бабка, поддерживающая дополнительный брус, на который опирается стропило. Естественно стойки (бабки) дополнительно усиливаются подкосами.

    Кроме выбора схемы устройства стропильной системы на стадии проекта потребуется спланировать шаг между балками, а также их сечение. Такие параметры зависят тоже от ширины пролета и используемой длинны стропил между несущими стенами. Общие рекомендации следующие:

    • При длине стропильной балки до 3000 мм ее сечение подбирается в пределах 80×100 или 90×160 мм. Шаг между отдельными элементами должен составлять от 1100 до 2100 мм (зависимо от сечения!).
    • Если стропило длиной 6500 мм, в таком случае подбирается сечение бруса 120×220 мм с шагом между деталями 1100-1400 мм.

    Но, кроме выбора соответствующего сечения стропильных балок, и схемы сборки очень важным фактором является угол наклона будущей крыши.

    Выбор угла наклона ската

    От угла наклона собираемого ската зависит будущее функционирование крыши, а также ее прочность. Оптимальный уклон должен обеспечивать удаление осадков с плоскости (в особенности снега), невысокую ветровую нагрузку, а также устойчивое крепление кровельного настила.

    Расчет углов наклона всех кровельных конструкций должен производиться в точном соответствии с СНиПом 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия». Эти строительные нормы предоставляют всю информацию по конкретному региону страны.

    Стоит также учитывать тип используемого кровельного материала, который также рекомендуется использовать при различных углах падения скатов. К примеру можно воспользоваться данными из приведенной ниже таблицы.

    Не стоит забывать, что в регионах с большим количеством осадков в зимний период наиболее оптимальное расположение скатов составляет 45°.

    Подбирая углы наклона ската и кровельный материал нужно учесть, что плоскости с небольшими уклонами придется очищать от накопившихся масс снега, поэтому лучше всего подобрать настил способный выдержать вес человека без последующих деформаций.

    Сборка различных вариантов стропильных систем односкатной крыши

    Односкатные типы стропильных конструкций чаще всего применяются для перекрытия подсобных строений: гаражей, сараев и пристроек. Как выполняются работы по сборке?

    Односкатная крыша гаража

    Обычно ширина пролета у гаражей редко превышает 4000 мм, поэтому над данной постройкой можно использовать простейшую схему стропильного каркаса. Сборка осуществляется поэтапно следующим образом:


    • Мауэрлат изготавливается с бруса сечением не менее чем 100×150 мм. К внешнему краю деталь не должна сдвигаться ближе 50-ти мм. Крепиться элемент на заранее вмурованные в кладку шпильки. Если строение из дерева, то функцию мауэрлата выполняет верхний венец стен.
    • Под стропила лучше всего заранее заготовить шаблон соответствующей длины. Причем желательно чтобы изначально брус был немного больше (на 50-100 мм с каждого края) от запланированной протяженности. Требуемый вылет карнизов формируют уже после установки стропил, обрезав лишние края. Обычно свесы крыши изготавливаются в пределах 400-500 мм с каждой стороны.
    • По всей протяженности мауэрлата делается разметка под врубку для стропил. Шаг между ними в соответствии с проектом. Выборку древесины делают на глубину, не превышающую 1/3 часть толщины бруса.

    • Изготовленные стропилины устанавливаются на свои места и соединяются с мауэрлатом выбранным способом (гвозди, скобы, уголки и прочие).
    • По окончанию установки, стропила торцуются до требуемой длинны, и закрываются набиваемой ветровой доской.
    • Для формирования свесов крыши впереди и сзади гаража можно воспользоваться двумя способами.
  1. Мауэрлат выноситься на требуемую длину за стены строения.
  2. К крайним стропилам крепят дополнительные элементы – кобылки.

На заметку

Соответственно потом уже изготавливается обрешетка под кровельный настил!

Формирование стропильной системы пристройки

Пристройки к дому могут иметь различные параметры, и при ширине пролетов менее чем 4000 мм можно применить классическую схему с опорой стропил на две несущие точки. Однако с более широким строениями (˃4000 мм) потребуется установка подкосов, которые упираются в стену здания.

  • На внешнюю стену пристройки укладывается мауэрлат, изготовленный из бруса 100×150 мм. Крепеж детали осуществляется выбранным способом (на шпильки, анкеры), в деревянном строении деталь не монтируют используя в качестве опоры для стропил верхний венец стены.
  • В противоположной стене дома, под стропилины нужно подготовить гнезда под размер стропилины в толще стены (такие пазы можно изготовить еще на этапе кладки).

  • Для подкосов можно использовать доску 50×150 мм. Их нужно монтировать с углом не более чем 45 градусов к опорной стене.
  • Стропила укладывают на мауэрлат, заводя противоположные концы в подготовленные пазы. Со стеной брус соединяют монтажными уголками, а с противоположной стороны на гвозди или скобы.
  • Под подкосы также готовят пазы, предварительно рассчитав угол наклона. Соединение элементов со стропилинами можно сделать путем забивания скоб или гвоздей.

В деревянных домах крепеж стропилин к стене осуществляться за счет установки кронштейнов (П-образные для стропил) под пятки детали снизу.

После установки стропила укорачивают, формируя свесы карнизов, и набивают ветровые доски. Следующим шагом монтируют обрешетку под кровельный настил.

Создавая стропильную систему сарая или хозяйственного блока, схему сборки выбирают зависимо от длины будущих стропил, при превышении значения в 4000 мм, потребуется установка дополнительных элементов: подкосов, ферм и прочих.

Соблюдение всех основных требований позволит эксплуатировать такую крышу на протяжении 15-25 лет, а с профилактическими осмотрами и реставрационными работами значительно дольше.

Имеет наиболее простое устройство, так как отсутствуют дополнительные элементы — переходы, коньки, и т.д. Она представляет собой наклонную плоскость (скат), накрывающую постройку (или ее часть) для защиты от воздействия осадков и компенсации ветровой нагрузки.

Неправильное обустройство крыши влечет за собой появление лишних нагрузок на стены и фундамент, образование протечек, выход из строя стропильной системы и порчу всей постройки.

Поэтому и всех ее элементов должно быть тщательно рассчитано с учетом всех действующих факторов.

Таких как:

  • Климатические условия.
  • Величина постройки, количество этажей.
  • Материал кровли.
  • Используемый утеплитель.
  • кровли.

Такие параметры имеют большое влияние на испытываемую нагрузку стропильной системы и стен , поэтому все расчеты основаны на них.

В данной статье мы расскажем что представляет из себя калькулятор расчета односкатной крыши, который поможет вам в расчете конструкции фермы.

Калькулятор производит расчет кровли односкатной крыши.
Прежде чем приступить к расчетам, в верхнем правом углу калькулятора нужно выбрать кровельное покрытие.

Обозначение полей в калькуляторе

Укажите кровельный материал:

Выберите материал из списка -- Шифер (волнистые асбоцементные листы): Средний профиль (11 кг/м2) Шифер (волнистые асбоцементные листы): Усиленный профиль (13 кг/м2) Волнистые целлюлозно-битумные листы (6 кг/м2) Битумная (мягкая, гибкая) черепица (15 кг/м2) Из оцинкованной жести (6,5 кг/м2) Листовая сталь (8 кг/м2) Керамическая черепица (50 кг/м2) Цементно-песчаная черепица (70 кг/м2) Металлочерепица, профнастил (5 кг/м2) Керамопласт (5,5 кг/м2) Фальцевая кровля (6 кг/м2) Полимер-песчаная черепица (25 кг/м2) Ондулин (еврошифер) (4 кг/м2) Композитная черепица (7 кг/м2) Натуральный сланец (40 кг/м2) Указать вес 1 кв метра покрытия (? кг/м2)

кг/м 2

Введите параметры крыши:

Ширина основания A (см)

Длина основания D (см)

Высота подъема B (см)

Длина боковых свесов E (см)

Длина свеса переднего и заднего C (см)

Стропила:

Шаг стропил (см)

Сорт древесины для стропил (см)

Рабочий участок бокового стропила (не обязательно) (см)

Расчёт обрешётки:

Ширина доски обрешётки (см)

Толщина доски обрешётки (см)

Расстояние между досками обрешётки
(см)

Расчёт снеговой нагрузки:

Выберите ваш регион, используя карту ниже

1 (80/56 кг/м2) 2 (120/84 кг/м2) 3 (180/126 кг/м2) 4 (240/168 кг/м2) 5 (320/224 кг/м2) 6 (400/280 кг/м2) 7 (480/336 кг/м2) 8 (560/392 кг/м2)

Расчёт ветровой нагрузки:

Ia I II III IV V VI VII

Высота до конька здания

5 м от 5 м до 10 м от 10 м

Тип местности

Открытая местность Закрытая местность Городские районы

Результаты расчетов

Угол наклона крыши: 0 градусов.

Угол наклона подходит для данного материала.

Угол наклона для данного материала желательно увеличить!

Угол наклона для данного материала желательно уменьшить!

Площадь поверхности крыши: 0 м 2 .

Примерный вес кровельного материала: 0 кг.

Количество рулонов изоляционного материала с нахлестом 10% (1x15 м): 0 рулонов.

Стропила:

Нагрузка на стропильную систему: 0 кг/м 2 .

Длина стропил: 0 см.

Количество стропил: 0 шт.

Обрешетка:

Количество рядов обрешетки: 0 рядов.

Равномерное расстояние между досками обрешетки: 0 см.

Количество досок обрешетки стандартной длиной 6 метров: 0 шт.

Объем досок обрешетки: 0 м 3 .

Примерный вес досок обрешетки: 0 кг.

Описание полей калькулятора

Регион снеговой нагрузки

Воздействие на стропила и кровельное покрытие

Расчет нагрузок на стропила и кровлю складывается из двух слагаемых:

. Это — собственный вес стропил и кровельного покрытия, и , всех элементов крыши. . Учитываются длительные или кратковременные усилия разной направленности, вызываемые весом снега в зимний период, воздействием ветра и т.п.

Постоянная нагрузка определяется суммированием веса всех элементов, присутствующих на крыше, причем учитывается и полезная нагрузка — вес расширительных баков, обшивки чердака, окон или иных предметов, нагружающих крышу и подкровельное пространство.

Если для постоянных нагрузок расчет не выглядит чем-то сложным, то учесть природные факторы будет сложнее . Потребуются данные о преобладающих направлениях и силе ветра, случаях ураганных шквалистых проявлений, количество снега в зимнее время, его качественные показатели — сухой снег намного легче, чем мокрый.

ОСТОРОЖНО!

Для того, чтобы расчет оказался корректным, необходимо учитывать предельные состояния, поскольку именно они являются самыми опасными и разрушительными.

Расчет снеговой нагрузки производится по формуле:

S = Sg * µ

где Sg — вес снега на 1 кв м плоскости, выпадающий в данной местности.

µ — поправочный коэффициент, учитывающий угол наклона кровли (для плоских крыш до 25° он равен 1, для более крутых — 0,7).

При наклоне кровли от 60° и выше вес снега не учитывается.

вычисляется так:

W = Wo * k

Wo — нормативный показатель силы ветра для данной местности.

k — поправочный коэффициент, учитывающий тип местности и высоту над землей.

Обе формулы показывают нагрузку на 1 кв.м., для получения полного значения надо результат умножить на площадь крыши.

Следует также понимать, что данные расчеты не всегда учитывают предельные нагрузки или частные случаи — например, скопления снега или единичные сильные порывы ветра, нетипичные для данной местности, но иногда случающиеся. Для того, чтобы иметь гарантию прочности, надо принимать нагрузку с запасом в 15% — 20% от расчетной.

Стропильная система

Количество кровельного покрытия для односкатной крыши

Расчет кровельного покрытия базируется на индивидуальных характеристиках материала . Простой подсчет площади крыши в данном случае будет весьма приблизителен, так как не примется во внимание величина продольного, поперечного нахлеста, размер листа.

То есть, площадь листа кровельного материала не используется полностью, при расчете учитывается только полезная часть . У каждого типа материала она своя, определяемая размерами волны или шагом ребристости.

Кроме того, необходимо учитывать размеры козырьков или свесов, на которые тоже идет расход кровельного материала. Если нет полной уверенности в качестве самостоятельного расчета, рекомендуется использовать наш калькулятор односкатной крыши.

Кровельный набор для металлочерепицы

Количество обрешетки для односкатной крыши

Количество обрешетки напрямую зависит от того, какое покрытие для кровли будет применяться в данном случае. Планки обрешетки должны располагаться с шагом, соответствующим размерам листа материала.

Такое соответствие очень важно, без него правильный монтаж кровельного материала будет усложнен или окажется вовсе невозможным . Поэтому для расчета количества обрешетки прежде всего надо определить ее шаг. Можно обратиться к СНиП, в которых имеется подробная и точная информация о правилах установки всех элементов кровли.

Для часто используется сплошная обрешетка , когда расстояние между планками составляет 2-2,5 см. В этом случае расчет обрешетки сводится к делению длины кровли на ширину планки плюс 2 см на зазор.

Более жесткие виды материала не требуют сплошной обрешетки и расчет делается исходя из расстояния между планками, применяющегося для данного вида кровли.

Более простым решением будет использование онлайн-калькуляторов, осуществляющих специализированный расчет по указанному . Полученные данные следует уточнить при помощи пересчета на другом онлайн-калькуляторе.

Количество обрешетки

Расчет материала для стропил односкатной крыши

— основной несущий элемент для кровли и подкровельных элементов. Недостаточно тщательный расчет или не полностью учтенные нагрузки могут стать причиной провисания или прогиба стропил , что повлечет за собой появление протечек и порчу всей постройки.

Для расчета прежде всего следует определиться с выбором материала. В данном случае следует придерживаться традиционного подхода и использовать обрезную сосновую доску 50 на 150 мм. Такой выбор проверен временем, сосна мало впитывает атмосферную влагу, она легка и достаточно прочна.

ВНИМАНИЕ!

При этом, важно просушить доски перед монтажными работами, чтобы они, рассыхаясь, не деформировались, не нарушили геометрию системы.

Кроме того, надо учесть:

  • Назначение постройки, в частности — чердачного помещения.
  • Размеры крыши, длина и угол наклона ската.
  • Материал кровли.
  • Количество снега и сила ветра.

Учет этих факторов поможет определить оптимальное расстояние между стропилами , а также рассчитать количество пиломатериала. Если длина ската больше 6,5 м, то потребуется установка дополнительных стоек.

Стандартная величина шага стропил обычно колеблется в пределах 60-70 см, что позволяет делать упрощенный расчет системы. При этом, рекомендуется обратиться к онлайн-калькуляторам, чтобы проверить свои результаты.

Односкатная крыша имеет самую простую структуру , но пространство под ней сложнее использовать в жилых целях. Чаще всего, такой вариант используется для подсобных или вспомогательных построек, когда чердак не рассматривается в качестве жилого помещения.

В таких случаях вес и нагрузка от кровли на стены снижены за счет отсутствия утепляющего слоя, что упрощает строительство, снижает расходы на материалы.

Расчет материала

Вконтакте

Односкатная крыша является одной из наиболее простых конструкций. Ее достаточно часто применяют при возведении различных хозяйственных построек.

Основными плюсами кровли с одним скатом являются легкость ее возведения и минимальный расход строительного материала.

Чтобы стропильная система односкатной крыши была надежной и прочной, необходимо учесть все нюансы при ее возведении.

В разработанном проекте следует отразить:

  • Сечение, шаг и размеры элементов;
  • Схемы изготовления узлов кровельной конструкции.

Если при выполнении расчетов возникли трудности, то желательно обратиться за консультацией к специалистам.

Монтаж стропильной системы односкатной крыши

Возведение стропильной системы односкатной кровли состоит из нескольких этапов. Каждый из них будет рассмотрен по отдельности.

Укладка мауэрлатного бруса

Первым делом нужно уложить мауэрлатный брус на протяженные стены постройки. Он будет равномерно распределять нагрузку от крыши на стены постройки. Чем больше угол уклона кровли, тем массивнее должен быть мауэрлат.

Если в качестве материала для кровли применяется металлочерепица, то используют несущий брус сечением от 100×100 мм. При использовании профнастила можно укладывать мауэрлатный брус сечением от 80×80 миллиметров.

Мауэрлат изготавливается из ровного, сухого бруса, пропитанного антисептическим раствором. На несущую стену укладывают слой рубероида, а затем монтируют сам мауэрлатный брус. Установка бруса выполняется строго по уровню посредством анкерных болтов. Расстояние между анкерами должно составлять от 80 до 100 см.

Обработка мауэрлата

Вылет стропильного бруса над кровельным свесом должен составлять от 30 до 40 сантиметров с каждой стороны. Его величина зависит от угла наклона. Чем больше угол уклона, тем больше вылет с верхней стороны кровли и меньше с нижней. Шаг стропил односкатной крыши под профнастил и металлочерепицу составляет 120 сантиметров.

Это значение сокращается до 100 сантиметров, если ширина кровли более шести метров. Чтобы стропильная конструкция была прочной, необходимо врезать стропильную доску в зафиксированный мауэрлатный брус. Все врезки должны быть одинакового размера. Они должны слегка превышать ширину стропил.

Также можно сразу отметить размеры и места надпилов на мауэрлате. Надпилы лучше делать ручной ножовкой. В этом случае они будут точными и аккуратными. Древесину в образовавшихся между вырезами пазах необходимо удалить с помощью молотка и стамески.

Установка стропил

При установке стропил односкатной крыши необходимо в первую очередь отпилить их по размеру и обработать антисептиком. Затем их укладывают в крайние пазы с обеих сторон кровли. Между уложенными стропилами натягивают несколько бечевок.

С помощью этих бечевок оценивается постоянство уклона, и только после этого фиксируются крайние стропильные ноги. Для закрепление стропил применяются плотницкие гвозди, имеющие широкие шляпки. На каждый стык нужно использовать один либо два гвоздя. При монтаже остальных стропил ориентируются на натянутые бечевки.

Если размер пролета большой, то середину стропил нужно усилить с помощью треугольных откосов или дополнительных опор. После монтажа стропил односкатной крыши можно приступать к изготовлению обрешетки и укладке выбранного кровельного материала.

Определение внутренних усилий фермы


Зачастую у нас нету возможности применить обычную балку для того или иного строения, и мы вынуждены применять более сложную конструкцию, которая называется ферма.
хоть и отличается от расчета балки, но нам не составит труда ее рассчитать. От вас будет требоваться лишь внимание, начальные знания алгебры и геометрии и час-два свободного времени.
Итак, начнем. Перед тем, как рассчитывать ферму, давайте зададимся какой-нибудь реальной ситуацией, с которой вы бы могли столкнуться. Например, вам необходимо перекрыть гараж шириной 6 метров и длиной 9 метров, но ни плит перекрытия, ни балок у вас нету . Только металлические уголки различных профилей. Вот из них мы и будем собирать нашу ферму!
В последующем на ферму будут опираться прогоны и профнастил. Опирание фермы на стены гаража – шарнирное.

Для начала вам необходимо будет узнать все геометрические размеры и углы вашей фермы. Здесь нам и понадобится наша математика, а именно - геометрия. Углы находим при помощи теоремы косинусов.



Затем нужно собрать все нагрузки на вашу ферму (посмотреть можно в статье ). Пусть у вас получился следующий вариант загружения:


Далее нам нужно пронумеровать все элементы, узлы фермы и задать опорные реакции (элементы подписаны зеленым, а узлы голубым).


Чтобы найти наши реакции, запишем уравнения равновесия усилий на ось y и уравнение равновесия моментов относительно узла 2.

Ra+Rb-100-200-200-200-100=0;
200*1,5 +200*3+200*4,5+100*6-Rb*6=0;


Из второго уравнения находим опорную реакцию Rb:

Rb=(200*1,5 +200*3+200*4,5+100*6) / 6;
Rb=400 кг


Зная, что Rb=400 кг, из 1-ого уравнения находим Ra:

Ra=100+200+200+200+100-Rb;
Ra=800-400=400 кг;



После того, как опорные реакции известны, мы должны найти узел, где меньше всего неизвестных величин (каждый пронумерованный элемент - это неизвестная величина). С этого момента мы начинаем разделять ферму на отдельные узлы и находить внутренние усилия стержней фермы в каждом из этих узлов. Именно по этим внутренним усилиям мы и будем подбирать сечения наших стержней.

Если получилось так, что усилия в стержне направлены от центра, значит наш стержень стремится растянуться (вернуться в первоначальное положение), а значит сам он сжат. А если усилия стержня направлены к центру, значит стержень стремится сжаться, то есть он растянут.

Итак, перейдем к расчету. В узле 1 всего 2 неизвестных величины, поэтому рассмотрим этот узел (направления усилий S1 и S2 задаем из своих соображений, в любом случае у нас по итогу получится правильно).


Рассмотрим уравнения равновесия на оси х и у.

S2 * sin82,41 = 0; - на ось х
-100 + S1 = 0; - на ось y


Из 1-ого уравнения видно, что S2=0, то есть 2-ой стержень у нас не загружен!
Из 2-ого уравнения видно, что S1=100 кг.

Поскольку значение S1 у нас получилось положительным, значит направление усилия мы выбрали правильно! Если же оно бы получилось отрицательным, то направление стоит поменять и знак изменить на «+».


Зная направление усилия S1, мы можем представить, что из себя представляет 1-ый стержень.


Поскольку одно усилие было направлено в узел (узел 1), то и второе усилие будет направлено в узел (узел 2). Значит наш стержень старается растянуться, а значит он сжат.
Далее рассмотрим узел 2. В нем было 3 неизвестных величины, но поскольку мы уже нашли значение и направление S1, то остается только 2 неизвестных величины.


Опять же

100 + 400 – sin33,69 * S3 = 0 - на ось у
- S3 * cos33,69 + S4 = 0 - на ось х


Из 1-ого уравнения S3 = 540,83 кг (стержень №3 сжат).
Из 2-ого уравнения S4 = 450 кг (стержень №4 растянут).
Рассмотрим 8-ой узел:


Составим уравнения на оси х и у:

100 + S13 = 0 - на ось у
-S11 * cos7,59 = 0 - на ось х


Отсюда:

S13 = 100 кг (стержень №13 сжат)
S11 = 0 (нулевой стержень, никаких усилий в нем нету)


Рассмотрим 7-ой узел:


Составим уравнения на оси х и у:

100 + 400 – S12 * sin21,8 = 0 - на ось у
S12 * cos21,8 - S10 = 0 - на ось х


ИЗ 1-ого уравнения находим S12:

S12 = 807,82 кг (стержень №12 сжат)


Из 2-ого уравнения находим S10:

S10 = 750,05 кг (стержень №10 растянут)


Дальше рассмотрим узел №3. Насколько мы помним 2-ой стержень у нас нулевой, а значит рисовать его не будем.


Уравнения на оси х и у:

200 + 540,83 * sin33,69 – S5 * cos56,31 + S6 * sin7,59 = 0 - на ось y
540,83 * cos33,69 – S6 * cos7,59 + S5 * sin56,31 = 0 - на ось х


А здесь нам уже понадобится алгебра. Я не буду подробно расписывать методику нахождения неизвестных величин, но суть такова – из 1-ого уравнения выражаем S5 и подставляем ее во 2-ое уравнение.
По итогу получим:

S5 = 360,56 кг (стержень №5 растянут)
S6 = 756,64 кг (стержень №6 сжат)


Рассмотрим узел №6:


Составим уравнения на оси х и у:

200 – S8 * sin7,59 + S9 * sin21,8 + 807,82 * sin21,8 = 0 - на ось у
S8 * cos7,59 + S9 * cos21,8 – 807,82 * cos21,8 = 0 - на ось х


Так же, как и в 3-ем узле найдем наши неизвестные.

S8 = 756,64 кг (стержень №8 сжат)
S9 = 0 кг (стержень №9 нулевой)


Рассмотрим узел №5:


Составим уравнения:

200 + S7 – 756,64 * sin7,59 + 756,64 * sin7,59 = 0 - на ось у
756,64 * cos7,59 – 756,64 * cos7,59 = 0 - на ось х


Из 1-ого уравнения находим S7:

S7 = 200 кг (стержень №7 сжат)


В качестве проверки наших расчетов рассмотрим 4-ый узел (усилий в стержне №9 нету):


Составим уравнения на оси х и у:

200 + 360,56 * sin33,69 = 0 - на ось у
-360,56 * cos33,69 – 450 + 750,05 = 0 - на ось х


В 1-ом уравнении получается:

Во 2-ом уравнении:

Данная погрешность допустима и связана скорее всего с углами (2 знака после запятой вместо 3-ех).
По итогу у нас получатся следующие значения:


Решил перепроверить все наши расчеты в программе и получил точно такие же значения:


Подбор сечения элементов фермы


При расчете металлической фермы после того, как все внутренние усилия в стержнях найдены, мы можем приступать к подбору сечения наших стержней.
Для удобства все значения сведем в таблицу.