Как рассчитать стропила и сечения балок?
Погодные условия в нашей стране не отличаются постоянством. Поэтому стропильная система возводимого дома должна обладать повышенной прочностью и надежностью. Сегодня мы расскажем о том, как рассчитать стропила, определить различные нагрузки и укрепить готовую конструкцию.
Независимо о того, какую форму будет иметь крыша дома, ее стропильная система должна быть прочной и устойчивой. Поэтому главной задачей, стоящей перед проектировщиком и архитектором, является вовсе не проектирование внешнего вида дома. В первую очередь, необходимо максимально точно выполнить расчет системы стропил.
При этом учитываются такие параметры, как:
- Вес материалов, применяемых для обустройства кровли (ондулин, натуральная черепица, мягкая кровля и другие);
- Вес отделочных материалов, используемых для внутреннего оформления помещений;
- Вес конструкции стропильной системы;
- Внешние воздействия на кровлю;
- Расчет стропил и балок.
Рассчитать стропильную систему нужно с учетом следующих позиций:
- Сечение стропил
- Расстояние между стропилами (шаг)
- Пролеты стропильной системы
- Схема крепления стропил (они могут быть висячими и наклонными)
- Оценка несущих возможностей, которыми обладают опоры и фундамент здания
- Расчет дополнительных элементов (раскосы, затяжки)
Если был выбран типовой проект, то необходимость в проведении расчетов отпадает, ведь все расчеты уже были выполнены специалистами. Если же возведение дома осуществляется по индивидуальному проекту, то расчеты нужно сделать заранее.
Требования, предъявляемые к конструкции стропил
Преимущественно, для изготовления элементов конструкции стропил применяется древесина хвойных пород.
Очень важно, чтобы ее влажность не превышала 20%.
Современный материал, предназначенный для обустройства кровли, проходит обработку специальными препаратами, обеспечивающими ему защиту от негативных воздействий извне.
Нагрузки, оказывающие влияние на стропильную систему, бывают двух видов:
Постоянные. Такие нагрузки создаются собственным весом конструкции, а также весом кровельных материалов, обрешетки и слоя теплоизоляции. На них влияют размеры стропил.
Временные. Они делятся на три категории:
- особые,
- длительные,
- кратковременные.
Ветровые нагрузки на крышу
Особые нагрузки – это воздействия, возникающие крайне редко. Ярким тому примером является землетрясение. Кратковременные нагрузки – это вес рабочих, выполняющих кровельные и стропильные работы, а также вес применяемого ими оборудования и инструментов. К кратковременным нагрузкам можно отнести снеговые и ветровые нагрузки, оказываемые на кровлю.
Для расчета стропильной системы с использованием предельных состояний этих групп нагрузок надо учитывать их самое неблагоприятное сочетание.
Прежде чем выполнить расчёт сечений стропил, нужно учитывать, что сечение зависит от следующих параметров:
- Длины стропильных ног;
- Расчетной величины нагрузок, характерных для конкретной местности;
- Шага, с которым были установлены стропила каркасного дома.
На многих строительных сайтах представлен специальный калькулятор, с помощью которого вы легко сможете провести расчет балок и стропил.
Как правильно рассчитать балки?
Строительный калькулятор
Для начала нужно выбрать в калькуляторе конструкцию, для которой предназначены балки (в стропильной системе, в перекрытии).
В соответствующую строчку вводим самый большой пролет балок перекрытия. Если же вы собираетесь использовать балки в стропильной системе, то в данной строчке должны ввести расстояние между опорами стропил.
Обязательно нужно указать расстояние, через которое будут устанавливаться балки. Если это десятичное значение, то числа разделяем не запятой, а точкой. К примеру, значение 0.5 м.
Указываем расчетную нагрузку. Она измеряется в килограммах на квадратный метр. Для перекрытий стандартная нагрузка составляет 400к/м2, а для стропильных систем – 220 кг/м2.
Последним параметром, который необходимо ввести, является угол наклона стропил. Он измеряется в градусах.
Приведем пример расчета балок, предназначенных для перекрытия:
- Шаг, с которым буду устанавливаться балки – 0,4 м
- Длина пролета — 7,1 м
- Расчетная нагрузка на перекрытие – 400кг/м2.
Результат: идеальным вариантом в данном случае будут балки серии DJH_360.
Крепеж для стропил
Во время установки стропильной системы применяются деревянные и металлические изделия.
К деревянным изделиям относятся:
- Треугольники
- Нагели
- Бруски
- Пластины
- Накладки для создания шипа
Среди металлических деталей для крепежа можно выделить:
- Шинки, хомуты и скобы
- Шурупы, болты, шпильки и гвозди
- Пластины (гвоздевые и зубчатые)
- Стальные уголки
- Разнообразные закладные детали
- Перфорированные пластины
- Ползунки и салазки (используются для крепления стропил)
Ремонт стропильной системы
Во время эксплуатации частного дома нередко возникают ситуации, когда нужно выполнить ремонт стропильной системы. Если этого не сделать вовремя, то последствия могут быть самыми плачевными, вплоть до начала разрушения конструкции крыши.
Если в ходе осмотра было обнаружено загнивание конца стропильной ноги, то предпринимаются следующие меры.
На чердачное перекрытие укладывается бревно, которое удерживается двумя-тремя балками. Под стропильную ногу, нуждающуюся в ремонте, устанавливают подкосы.
При этом очень важно, чтобы расстояние от крайнего подкоса до сгнившего участка было не менее 20 см.
Аккуратно выпиливается поврежденный участок, который заменяется специальным вкладышем.
Если в стропильной ноге появись трещины, то действовать нужно по следующей схеме.
Заготавливаем две крепких доски. Одна будет использоваться в качестве отжимной стойки, а другая станет опорой для нее. Укладка опорной доски должна производиться таким образом, чтобы она расположилась перпендикулярно по отношению к балкам перекрытия чердака.
Необходимо поставить отжимную стойку на опорную доску, а затем аккуратно подвести ее под прогиб ноги стропилы. Забиваем два клина, расположенных друг напротив друга между опорной доской и концом стойки.
Клинья следует забивать до полного устранения прогиба стропильной ноги.
На те места, где образовались трещины, накладываем доски. Их длина должна минимум на 1 м превышать длину поврежденного участка. Для закрепления накладок используются болты.
Как только накладки были надежно закреплены, можно убирать клинья, стойку и опорную доску
Усиление стропильной системы
При проведении ремонта кровли, в некоторых случаях, приходится проводить еще и усиление системы стропил. К примеру, это может понадобиться, если недавно установленный кровельный материал значительно тяжелее того, который применялся ранее.
Для усиления конструкции основное сечение стропил увеличивают. Делается это путем наращивания их досками. Для определения оптимальной величины наращивания проводятся расчеты. Прокладки закрепляются к стропильной ноге с помощью гвоздей. Однако, подобный способ допустим, если нужно увеличить сечение не более чем на 5 см.
При возведении и ремонте стропильной системы очень важно соблюдать технологию выполнения монтажно-строительных работ. Упущение каких-либо моментов в дальнейшем может привести к заметной потере прочности несущей способности конструкции, что негативным образом скажется на прочности всего здания.