расчет фермы односкатной крыши
Точные расчеты односкатной крыши — гарантия надежности конструкции
Односкатный вид кровли считается простейшей конструкцией, поскольку в основе лежит лишь один скат и отсутствуют переходы, ендовы или коньки.
Представляет собой наклонную плоскость, что накрывает здание целиком либо только его часть, защищая его от осадков, ветров, другого внешнего воздействия.
Еще на этапе проектирования важно правильно выполнить расчет односкатной крыши. В противном случае герметичность, прочность и долговечность покрытия окажутся под угрозой.
Что нужно учесть?
При обустройстве такой конструкции особых ограничений в выборе кровельного, теплоизоляционного материалов нет. Отлично подойдет для гаража, пристроенной к дому веранды, летней кухни, беседки, навеса. Есть вариант жилых домов с односкатной крышей.
При проведении расчетов показателей кровли следует учесть ряд факторов, которые оказывают значение на окончательный результат. Среди них:
Перед началом выполнения расчетов необходимо ознакомиться с действующими законодательными нормами СНиП II-26-76 (с Изменением N 1), составленными опытными инженерами-архитекторами. Это сократит время на поиск недостающей информации, поможет избежать ошибок.
Разберем подробнее значимость и особенности расчетов ключевых параметров односкатной крыши.
Длина ската
Для вычисления длины ската придется вспомнить известную теорему Пифагора, которая гласит, что сумма квадратов катетов равна квадрату гипотенузы.
Первым катетом будет дистанция по вертикали от верха конька до низа свеса карниза, вторым – горизонталь от края свеса карниза до перпендикулярной линии к коньку. Гипотенузой будет длина ската. Для окончательного результата остается извлечь из полученного числа квадратный корень.
Ширина
Ширина кровли напрямую зависит от расстояния между стенами, размеров постройки:
Высота
Вычислить длину кровли можно 3 способами:
При расчетах не нужно забывать про свес. Минимальный размер – 20 см. Но чтобы крыша смотрелась аккуратно и гармонично оптимальный вариант – 60 см.
Угол наклона
Допустимый диапазон угла наклона крыши находится в пределах от 5 до 60 градусов. Точное значение зависит от климатических особенностей региона и вида кровельного материала.
Для большинства регионов России оптимальным считается показатель 20-30 градусов. В регионах с большим постоянным снежным покровом рекомендуется делать наклон ската под углом от 45 градусов.
Чем выше будет угол наклона ската, тем больше выйдет расход кровельного материала. Предел наклона крыши (минимальный, максимальный) из разных материалов существенно отличается:
Как рассчитать нагрузку разного типа?
Кровельная нагрузка делится на 2 типа:
Здесь порядок расчетов будет в разы сложнее предыдущего вида, поскольку придется учесть данные в конкретном регионе о силе, направлении ветра, возможный объем снега.
Причем во внимание следует брать не только средние данные, но и предельные шквальные погодные проявления.
Снеговая
Давление, которое снег будет оказывать на крышу, зависит от показателя наклона ската. Для Москвы и области снеговая нагрузка при угле наклона ската в 30 градусов будет около 130 кг на 1 кв. м.
В средней полосе России с небольшими периодическими снегопадами хватит уклона в 30-35 градусов. Своим ходом снег сможет сходить с односкатки уже под углом 15 градусов и выше. Верхним пределом наклона считается показатель в 60 градусов. Делать крышу круче не рекомендуется.
Для точного вычисления снеговой нагрузки используется формула:
Ветровая
Для расчета ветровой нагрузки на 1 квадратный метр понадобится формула:
Чтобы получить общий показатель ветровой нагрузки, полученный результат умножают на площадь кровли.
Необходимо понимать, что при таких расчетах не берутся во внимание максимально возможные нагрузки, единичные шквальные случаи непогоды.
Поэтому опытные строители рекомендуют к полученному результату добавлять еще 20%.
Для местности с частыми сильными бурями делать слишком крутую или пологую крышу не стоит – ее может сорвать резкий порыв ветра. Плоскость ската необходимо направить в наветренную сторону.
Вычисления элементов кровли
Основные части любой крыши:
При вычислениях каждый из элементов требует особого внимания.
Стропила
Для правильного выбора типа, размеров материала для стропил, соблюдения ключевых требований к креплению необходимо ознакомиться с ГОСТ 24454-80, другой нормативно-технической документацией.
Стропилами называют несущие элементы крыши, на которые приходится основная нагрузка. Важно правильно подобрать размеры, толщину материала, чтобы стропила не начали прогибаться либо деформироваться.
Стандартным вариантом считается сосновая обрезная доска размерами 50 на 150 мм. Эта порода древесины стоит дешево, мало впитывает влагу. Для монтажа нужно использовать только высушенный пиломатериал.
Влажные доски со временем начнут рассыхаться, их может повести из-за чего нарушиться геометрия всей кровельной конструкции.
Оптимальный шаг крепежа стропил составляет 60-70 см.
Рекомендуемые размеры стропил для разных кровельных материалов:
Для расчета длины стропил нужно сложить длину ската с длиной отвеса. Для надежности провести проверку полученных результатов, воспользовавшись одним из популярных онлайн-калькуляторов.
Обрешетка
Точное количество планок для обрешетки зависит от вида кровельного материала. Шаг крепежа планок выбирается в соответствии с габаритами листов. Хорошей подсказкой в определении шага крепежа обрешетки для крыши станут нормы СНИП.
Точные данные можно найти в нормативно-технической документации либо воспользоваться строительным онлайн-калькулятором, настроив его параметры на определенный тип кровельного материала.
Кровельное покрытие
Стандартной процедуры для расчета количества кровельного материала нет. Брать во внимание общую площадь крыши недостаточно. Помимо имеющейся площади важно учесть целый ряд факторов:
Важно! При монтаже кровли полностью не используется вся площадь листа, а берется лишь полезная часть. Каждый вид материала имеет свое значение полезной площади.
Данные о полезной площади указываются производителем материала либо их можно найти в СНиП.
Для упрощения подсчетов стоит воспользоваться онлайн-калькулятором для односкатной крыши.
Средние цены на материалы
Чтобы примерно рассчитать расходы на обустройство односкатной кровли, нужно ориентироваться в ценах на строительные материалы.
Средние цены по России:
Стоимость монтажных работ обычно равна стоимости материала. В отдельных случаях монтажные бригады берут за свои услуги 50% от стоимости материала.
Популярные электронные сервисы
В помощь пользователям создано множество вариантов строительных онлайн-калькуляторов, что существенно упрощает процесс расчета односкатной крыши. Не нужно запоминать сложные формулы.
Достаточно просто подставить в пустые ячейки исходные данные и программа посчитает все сама. Калькуляторы созданы в соответствии со СНиП, подходят для разных кровельных материалов. С их помощью получиться рассчитать:
К числу самых удобных и популярных среди пользователей сети онлайн-калькуляторов относят следующие:
Важно! Для создания компьютерного макета односкатной крыши в формате 3D пригодится программа SketchUp. Позволяет визуализировать будущую постройку, выбрать вариант наклона кровли, что будет смотреться наиболее гармонично.
Видео по теме
Посмотрите обучающее видео, как рассчитать размеры кровли:
Заключение
Для точного расчета односкатной крыши важно учитывать множество факторов, начиная от климатических условий региона, заканчивая габаритами стропильной системы и кровельного материала. Брать в расчет нужно и постоянную, временную (ветровая, снеговая) нагрузку.
Для проверки полученных результатов либо в качестве основного инструмента для расчетов, рекомендуется использовать строительный онлайн-калькулятор. Пользователь просто вводит исходные данные и за секунды времени получает готовый результат.
Программа будет полезной как новичкам, так и опытным строителям.
Что такое ферма для односкатных крыш и как ее правильно сконструировать?
Односкатная крыша становится популярным трендом в строительстве частных домов. Прямые линии и простота конструкции отлично вписывается в такие стилевые направления как скандинавский или хай-тек.
Справиться с возведением сможет и новичок, главное, правильно рассчитать и собрать ферму для односкатной крыши. От надежности ее соединений зависит прочность, срок службы кровли, безопасность жильцов.
Нужно ответственно подойти к выбору формы, материала для фермы, учесть действующие требования нормативно-технической документации.
Что это такое?
Стропильной фермой называют соединенные между собой элементы, которые выступают опорой для одного или нескольких скатов кровли.
Назначение конструкции – равномерное распределение нагрузки, которой подвержена крыша, стены постройки.
Чтобы получить такую жесткую конструкцию используют пиломатериал или металл. Причем элементы из древесины чаще применяются в малоэтажном строительстве жилых домов, дач, хозпостроек для домашних животных. Ферма из металла практикуется при сборке складских ангаров, навесов, беседок, гаражей, теплиц.
Ключевые требования к устройству
Прежде чем приступить к возведению фермы для односкатной крыши важно ознакомиться и учесть в расчетах данные из нормативной документации СНиП 2.01.07-85, СНиП II-23-81. Правильно выбрать форму, размеры конструкции.
Нужно точно определить:
При наличии затруднений в поиске исходных данных по конкретному региону, правильности проведенных расчетов стоит воспользоваться одним из вариантов строительных онлайн калькуляторов. Этот электронный помощник пригодится новичкам и опытным строителям.
Конструктивные особенности
Любая ферма для крыши состоит из ряда элементов, соединенных между собой. Среди основных:
Успешный опыт строительства показывает, что чем больше решеток стоит на каждом пролете фермы, тем прочнее выйдет крыша.
Если сборка деревянной фермы производится сразу сверху здания, то металлическую ферму лучше изготовить и собрать согласно разработанному чертежу на земле, а потом вместе с помощниками поднять наверх.
В зависимости от формы, сложности конструкции в частном строительстве применяются такие виды ферм:
Форма фермы напрямую взаимосвязана с видом кровельного покрытия. Для плоской односкатной крыши, покрытой рубероидом или ондулином, лучше всего выбрать трапециевидную или прямоугольную ферму. Под кровлю с крутым скатом, где будет настилаться металлочерепица, профнастил лучше выбрать треугольную ферму.
Выделяют 3 варианта возведения фермы, с учетом наклона крыши:
С наклоном до 15 градусов односкатную крышу лучше делать с фермой трапециевидной формы. При этом чем меньше будет вес кровли, тем выше должна быть ферма. При большем показателе наклона применяются более сложные конструкции стропильных систем. 
Выбор материалов
По стандарту применяется древесина твердых пород либо металл в виде профильных труб разного сечения. Довольно популярны комбинированные типы стропильных систем. Разберем особенности, плюсы и минусы каждого из материалов подробнее.
Дерево
Популярное сырье в малоэтажном строительстве. Наиболее востребованы обрезные доски, брус хвойных пород. Причины тому – низкая цена, простота обработки, подгонки.
Допустимо применять 2 типа древесины:
Есть у такой конструкции и недостатки:
Для продления срока службы пиломатериалов их в обязательном порядке перед началом монтажа пропитывают антисептиками (от влаги, насекомых), антипиренами (для защиты от огня).
Установка стропильных элементов из дерева подразумевает точность расчетов, благодаря которым будет исключен риск провисания бруса под весом крыши.
Для этого важно продумать размещение поперечных балок либо распорок, поместить средний прогон из толстого куска бруса поперек идущим стропилам. Деревянные элементы могут соединяться между собой способом врубка или металлическими крепежами (болты, анкера, шпонки, гвозди).
Для экономии времени и продления срока службы фермы для односкатной крыши популярной практикой стало использование деревянных и металлических элементов.
Открытые фермы применяются при возведении промышленных зданий, складов. В частном строительстве стропильную систему делают закрытой, обшивают потолочными материалами.
Для строений больших размеров, где длина пролета может превышать 16 м, дерево в качестве материала для фермы не применяется. Только металлические стойки обеспечат прочность и надежность узлов конструкции.
Профильные трубы из металла
Для изготовления ферм применяются профильные трубы квадратного либо прямоугольного сечения. Выбор диаметра, толщины стенок металлопрофиля зависит от размеров постройки, нагрузки.
При подборе габаритов профильных труб стоит учесть такие моменты:
Для самостоятельного изготовления ферм лучше брать трубы квадратного сечения толщиной от 3 до 5 мм. С ними будет проще работать.
Основные преимущества металлического каркаса для кровли:
От правильного выбора толщины металлопрофиля зависит жесткость и устойчивость всего каркаса. Попытка сэкономить в этом случае не оправдана.
Выбор формы кровли
Помимо односкатного типа в частном строительстве спросом пользуются и другие формы крыши:
Односкатная крыша – простая конструкция, что позволяет строить ее своими силами. Выбирая в качестве материала металл, каркас будет состоять из таких элементов:
Приобретает популярность односкатка под небольшие дачные постройки, гараж, летнюю кухню с фермой вида полонсо. Это треугольный каркас, где нижний пояс делают приподнятым, ломаным.
Виды нагрузок и нюансы проведения расчетов
Для точного расчета параметров фермы односкатной крыши нужно учесть воздействие на нее разных типов нагрузок:
Определение ветровой нагрузки предусматривает учет таких факторов:
Для вычисления снеговой нагрузки потребуется знать вес снега на 1 кв. метр кровли. Данные берутся из специальной таблицы по каждому конкретному региону. Эти цифры умножают на поправочный коэффициент (зависит от угла наклона ската).
При возведении односкатной крыши для частного дома чаще всего выбирается треугольная стропильная ферма, где стропила идут под наклоном.
Для расчета высоты треугольной фермы используют такую формулу:
1/5*L, где L – длина одного пролета каркаса.
Ферма-треугольник возводится под углом от 35 до 50 градусов. Оптимальный показатель – 45 градусов. Высоту прямоугольной фермы получают, умножив 1/6*L.
Для расчетов больших металлических ферм с длиной пролета от 30 м важен еще такой параметр как строительный подъем.
Особенности определения параметров деревянных конструкций:
Для определения размеров металлоконструкции следуют следующим данным:
При расчете шага нужно учитывать, что максимальное расстояние от одной опоры до другой равно 1,7 м. При нарушении этого параметра прочность и надежность конструкции будет под вопросом.
Для упрощения проведения расчетов лучше воспользоваться строительным онлайн калькулятором, который уже содержит табличные данные по каждому региону.
Остается только ввести исходную длину, ширину постройки, диаметр, толщину используемых труб для фермы и другие параметры.
Пример для кровли с длиной пролета 6 м
В качестве примера разберем особенности расчета металлической фермы для навеса 4*6 м.
Для усиления каркаса необходимо приварить треугольником перемычки косого типа. Допустимо использовать более тонкий профиль. Для 6 м пролета потребуется 5 перемычек. Размещают их с одинаковым шагом. Перемычки можно укрепить распорками, выставив их под прямым углом. Для распорок хватит профиля 20*20 мм, шаг между распорками 0,5 м.
Производство
Что касается металлических ферм, то строительный опыт показывает, что гораздо проще и быстрее заказать набор необходимых элементов каркаса для крыши на заводе, предоставив ранее разработанный чертеж.
Изготавливать детали для каркаса самостоятельно требует опыта, грамотной подготовки к процессу, что под силу не каждому хозяину частного дома.
При изготовлении деревянных конструкций их предварительно обрабатывают спецсоставами, предупреждающими гниение и поражение насекомыми.
Если же и вовсе нет времени заниматься проектированием, установкой каркаса, то можно заказать монтаж крыши под ключ у строительной компании.
Как усилить каркас?
Для деревянных ферм крепят вспомогательные связки из досок, которые располагают в одной плоскости со средней опорой. Это укрепит нижний и верхний пояс каркаса.
При разработке проекта металлического каркаса нужно добиться, чтобы нагрузка приходилась на узлы.
В этом случае верхний и нижний пояс, раскосы будут только сжиматься либо растягиваться. Это позволит взять детали меньшего сечения и сэкономить денежные средства.
Очень удобно собрать ферму на шарнирах при условии, что нее будет действовать равномерно распределенная нагрузка.
Монтаж
Порядок крепежа, сборки каркаса из разных материалов отличаются. Рассмотрим каждый из них по отдельности.
Металлической
Готовый каркас обезжиривается, обрабатывается антикоррозийным составом и красится в нужный цвет.
Для удобства сборки на земле лучше предусмотреть специальные опорные мостики, что будут шире, чем каркас. На них сваривать элементы конструкции будет проще.
Деревянной
Порядок монтажа проводится в следующем порядке:
Заключение
Ферма для односкатной крыши выступает опорной конструкцией и отвечает за равномерное распределение нагрузки, что приходится на кровлю и опорные стены. Для сборки используется дерево либо металл. По техническим характеристикам и сроку службы металл в разы превосходит дерево. Для начала монтажа необходимо провести расчеты ключевых параметров будущего каркаса, оценить степень снеговой, ветровой, постоянной нагрузки.
Для расчетов лучше воспользоваться строительным онлайн калькулятором. Разнообразие форм стропильного каркаса позволяет создавать крыши больших размеров, реализовывать нестандартные проекты. Детали для фермы лучше заказать на заводе, а вот монтаж получиться провести своими руками.
Как произвести расчет кровельного покрытия, обрешетки и стропил для односкатной крыши с помощью онлайн калькулятора
13.02.2017 54,591 Просмотров
Односкатная крыша имеет наиболее простое устройство, так как отсутствуют дополнительные элементы — переходы, коньки, ендовы 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 строительство крыши и всех ее элементов должно быть тщательно рассчитано с учетом всех действующих факторов.
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.
Расчет односкатной крыши онлайн калькулятор
Как рассчитать длину стропил односкатной крыши? Расчет односкатной крыши вы можете произвести с помощью нашего онлайн помощника.
Вы сможете рассчитать не только количество мягкой кровли, но так же систему обрешетки и стропил.
Обозначение полей в калькуляторе
Результаты расчетов
Описание полей калькулятора
Регион снеговой нагрузки
Воздействие на стропила и кровельное покрытие
Расчет нагрузок на стропила и кровлю складывается из двух слагаемых:
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.
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.
Ветровая нагрузка 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.
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 мягких кровельных материалов 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 кровельному материалу. Полученные данные следует уточнить при помощи пересчета на другом онлайн-калькуляторе.
Расчет материала для стропил односкатной крыши
Стропильная система — 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.
Кроме того, надо учесть:
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.