Флюгер на дымоходе будет способствовать корректной работе печи

Как сделать флюгер на трубу дымохода своими руками

Флюгер на трубу канала дымохода – это не просто декоративная деталь, которая позволяет придать более выразительный тон для всей крыши, это кроме того и очень важная технологическая составляющая для нормальной работы всей системы отведения дыма.

Что такое флюгер и его виды?

Флюгер считается наиболее старинным декоративным элементом, который ко всему прочему еще и выполнял защитные функции. Из себя он представляет металлическую форму, на которой закреплен флажок, противовес.

Принцип работы достаточно прост, для работы нужно, чтобы противовес поворачивался в ту сторону, откуда дует ветер, а флажок тем самым будет показывать это направление. Это декоративный элемент, который, кстати, впервые на Руси стали использовать с приходом Петра 1. У нас изображение на металлической форме зачастую было в форме народных домашних животных, как правило, петуха. В поверьях было сказано, что это животное способствует защите дома от всевозможных бесов и злых сил.

Кроме такого рода функций флюгера, нужно напомнить, что не редко флюгер для дымохода использовали, как защиту от осадков. К противовесу с той же стороны закреплялся металлический либо деревянный «козырек», который при повороте в определенную сторону, закрывал подветренную часть дымохода от осадков, мусора и прочего.

  • Показывающий направление ветров. Несмотря на огромное количество современных приборов, все еще можно встреть флюгеры на станциях. Большее их распространение было выявлено в приморских окрестностях, ведь от силы и направления всегда зависела погода в море.
  • Вильда. Это современный специальный флюгер, который позволяет узнать уже не только направление, но также силу ветряного потока. Для определения силы, на нем закрепляется вертикальная пластина, насколько она повернута и будет означать силу ветра.

Размеры флюгера, форма

Флюгарка на дымоход может иметь самые разнообразные размеры и даже формы. Смотря, какой вкус у домовладельца, поэтому это исключительно дело каждого при выборе. Но, принято считать, что стандартные размеры для домов и коттеджей в пределах 100 квадратных метров – это сам постамент флюгера 40-50 см. и непосредственно поворачивающаяся горизонтальная часть в среднем 80-85 см.

С формами все намного сложней, здесь нужно учитывать местность, в которой вы живите, чтобы ваша конструкция не выбивалась из вашего приусадебного участка и из всего архитектурного строя местности. Выбирайте диких животных, или, к примеру, обычного петуха, который будет смотреться отлично, особенно для деревянных домов.

Материалы для изготовления

Помимо классических материалов для флюгарки на трубу вашего дымохода, можно использовать самые разнообразные подручные материалы, к примеру, бутылки, диски, пластик, фанеру и тому подобное. Но, безусловно, наибольшее удовольствие владелец получит от красивой и монументальной металлической флюгарки.

Материал для флюгера нужно использовать, как медь, так и более прочную сталь. Но, не забывайте, что перед установкой, нужно обработать поверхности, чтобы конструкция прослужила намного дольше.

Делаем своими руками

Дымоход с металлическим флюгером можно изготовить собственноручно, но для этого нужно знать некоторые особенности. К примеру, позаботьтесь о куполе, том месте, куда в последующем будет установлен прибор. Нужно:

  • Крепим стойки на цилиндр.
  • Устанавливаем верхний цилиндр и обратный конус.

Подробней с тонкостями можно ознакомиться по чертежам.

Этапность изготовления своими руками:

  1. Делаем опору, для этого подойдет труба диаметром 1,3 см. а длиной не более 12 см.
  2. Нарезаем резьбу.
  3. Вкручиваем по резьбе специальный подшипник, можно автомобильный или любой другой, лишь бы по размеру подходил.
  4. По бокам привариваются пластины, на вид будут представлять распорки. Учитывайте, что они не должны мешать вращению.
  5. Устанавливаем розу ветров, где-то посередине трубы. Это стальные прутья с приваренными на краях буквами.
  6. Обязательно закрываем колпачком трубу, чтобы туда не попадали осадки.
  7. Колпачок нужно сделать с подшипником, чтобы на нем хорошо после вращалась сама стрелка и флажок.

Как видим, самим сделать флюгер на дымоход не так уже и сложно.

Установка

Когда конструкция собрана, обработана специальной краской, можно приступать к монтажу непосредственно на дымоход. Заранее подготовьте «площадку» на трубе, со стойками. Можно это сделать на самом «зонтике», если его конструкция позволяет. После дымоходный флюгер прикручивается к стойкам теми пластинами, которые были приварены по краям заготовки. Все готово.

Дефлектор на дымоход: зачем и когда нужен, виды, выбор, самодельные варианты

Автор: Колесников Юрий Фёдорович, инженер-теплоэнергетик*

© При использовании материалов сайта (цитат, изображений) указание источника обязательно.

Если присмотреться к дымовым и вентиляционным трубам жилых домов, то разнообразие дымников на них (дефлекторов, флюгарок) поражает. Но главная задача дефлектора не украсить дымоход, а увеличить и стабилизировать тягу в зависимости от погоды, а тем самым улучшить КПД отопительного прибора и уменьшить расходы на отопление. Дефлектор на вентиляционной трубе может обеспечить энергонезависимую (и бесплатную) приточно-вытяжную вентиляцию, см. далее. Но вместе с тем противников установки дефлекторов на трубы жилых домов тоже хватает, и доводы в свою пользу они приводят веские. Цель настоящей статьи – помочь читателю разобраться, в каких случаях имеет смысл ставить дефлектор на дымоход или вентиляцию, как тогда выбрать подходящий или сделать его самому.

Дефлекторы на дымовых трубах жилых домов

Самый главный вопрос

Прежде чем подбирать или делать дефлектор на трубу, нужно решить – а нужен ли он вообще? Дефлектор может обмерзнуть, затянуться сажей или нагаром (закоксоваться), засорить палыми листьями, несомым ветром мусором или пылью. В любом из таких случаев, если дефлектор на дымовой трубе, обитатели дома рискуют угореть. КПД печи или котла дефлектор увеличивает ненамного, зато требует регулярного осмотра и чистки. Не реже раза в 3 месяца для печей на твердом топливе и не реже раза в полгода для печей и котлов на газе, жидком топливе или пиролизных. Подробнее об опасностях, которые может повлечь за собой установка на трубу неподходящего дефлектора, см. видео:

Видео: чем опасны дефлекторы, зонтики и флюгеры на дымоходе?

Поэтому, если у вас старая дровяная или угольная печка, но тяга неважная и ветер в трубу задувает, вместо сложного дефлектора лучше поставить простой дымник, напр. зонтик или шатер. А в прочих случаях надо хорошенько разобраться, какой именно дефлектор нужен для данной конкретной печи/котла с данным конкретным дымоходом. Важно также не перепутать дымовой дефлектор с вентиляционным – мелкие торговцы и авторы некоторых популярных публикаций разницы между ними не видят или не делают.

Эволюция дефлектора

Deflectio по-латыни значит «отражаю» в смысле «отбрасываю». Не направленно определенным образом, как рефлектор, а лишь бы в сторону. Колпак на трубу дымохода из шкур, больших ракушек и т.п. ставили уже первобытные люди, чтобы избежать задувания ветра в трубу.

О роли дефлектора в создании тяги, ее стабилизации вопреки капризам погоды и способности дефлектора увеличить КПД теплогенерирующих приборов впервые серьезно задумались в ЦАГИ почти 100 лет тому назад по заданию только что вылупившегося советского правительства. До того теплотехники пытались в этих целях усовершенствовать дымовые трубы. Видали на старых фотографиях огромные пузатые, как перевернутая груша, трубы американских паровозов или длинные тонкие, с розеткой наверху, английских?

В ЦАГИ дефлекторами занялся маститый авиаконструктор Д. П. Григорович в творческом содружестве с владевшим в совершенстве математическим аппаратом А. Ф. Вольпертом. Последний также, и даже более, известен работами в области радиотехники (диаграмма Вольперта-Смита и др.). Вместе и порознь Григорович с Вольпертом разработали несколько типов дефлекторов различного назначения, поэтому в специальной литературе описываются разные дефлекторы Григоровича, Вольперта и Вольперта-Григоровича.

Этапы эволюции дымового дефлектора от простого зонтика к дефлектору ЦАГИ

Григорович начал с того, что аэродинамически правильно рассчитал обычный дымник-зонтик, поз. 1 на рис. Это уже существенно улучшило показатели устройства; конус Григоровича – запомните, очень пригодится. Вольперт предложил снабдить дефлектор-зонтик аэродинамической юбкой-диффузором (поз. 2), но дефлектор оставался аэродинамически несовершенным, см. далее. Его дополняли обтекаемым телом вращения вместо колпака и цилиндрическим корпусом-обечайкой. В конце концов, после многократных продувок в аэродинамической трубе, правительственной комиссии был предъявлен дефлектор ЦАГИ (поз. 3), полностью удовлетворявший выданному ТЗ и намного его перекрывавший.

Дефлектор ЦАГИ до сих пор наиболее распространены в мире благодаря своему техническому совершенству. Существуют их модификации для разных целей, см. далее. Но и другие наработки Григоровича с Вольпертом не пропали даром – на их основе разрабатывается большинство моделей современных дымовых дефлекторов. Какой из них для чего более пригоден, об этом мы и поговорим далее.

Типы и схемы

Все разнообразие торговых наименований дымовых дефлекторов укладывается в ограниченное число конструктивных типов и аэродинамических схем. Прежде всего, по взаимодействию с естественной тягой дымохода дефлекторы делятся на:

  • Активные – со встроенным рабочим дымососом. Для обеспечения заданных характеристик дефлектора дымосос должен работать постоянно, пока горит в топке.
  • Активно-пассивные – дымосос маломощный на крайний случай: полное безветрие, буря, избыточно интенсивная топка и т.п. Минимально допустимые технические характеристики дымохода обеспечиваются и при выключенном дымососе.
  • Пассивно-активные – дефлектор создает небольшую собственную тягу энергонезависимым способом.
  • Пассивные – собственная тяга дефлектора отсутствует.

Активные дефлекторы как энергозависимые и не оптимальные для домовых отопительных приборов малой мощности мы далее не рассматриваем. Из активно-пассивных будет рассмотрен один, рассчитанный на маломощный 12 В вентилятор и пригодный для изготовления своими руками.

Аэродинамические схемы дефлекторов дымовых труб

По аэродинамической схеме дефлектор дымовой трубы возможно выполнить след. образом (вверху на рис.):

  1. Аэродинамически несовершенный (неполный) – в занятом дефлектором пространстве имеется «карман» – область заветривания, в которой возможно скопление воздуха, дымовых газов или их смеси;
  2. Аэродинамически полный открытый – ветрового кармана нет, но ветру открыт свободный доступ в рабочее пространство дефлектора;
  3. Аэродинамически совершенный закрытый – ветрового кармана нет, ветер в рабочее пространство свободного доступа не имеет;
  4. Дефлектор-флюгер (см. далее);
  5. Вихревой дефлектор.

Аэродинамически совершенный закрытый дефлектор наиболее сложен конструктивно и технологически, но обладает огромным преимуществом: вследствие нагрева обечайки аэродинамически совершенные закрытые дефлекторы почти все дают собственную энергонезависимую тягу. Это единственный пассивный тип дефлектора, способный увеличить естественную тягу дымохода в полный штиль.

Примечание: аэродинамически совершенный закрытый дефлектор и есть упомянутый выше дефлектор ЦАГИ. Данная аэродинамическая схема изобретена именно в ЦАГИ.

Вихревые дефлекторы легко узнать по «рваной» конструкции с острыми выступами. В их аэродинамике, как и в вихревой аэродинамике вообще, еще много неясного (уравнение Навье-Стокса было решено в общем виде всего 2 года назад). Предсказать поведение вихревого дефлектора при любых внешних условиях с любым дымоходом точно невозможно. Поэтому далее вихревые дефлекторы не рассматриваются. Верить или нет их производителям – это ваше личное дело.

Аэродинамика

Схем тока дымовых газов в дефлекторах в общедоступных источниках достаточно. Но с точки зрения домовладельца и мастера важнее характер взаимодействия дефлектора с естественной тягой дымохода и ветром в след. аспектах:

  • Не ухудшит ли дефлектор исходную тягу?
  • Способен ли дефлектор увеличить исходную тягу в безветрие?
  • Насколько и каким образом дефлектор увеличивает ветровые нагрузки на трубу?
  • Насколько дефлектор данной схемы склонен к обледенению/засорению и удобен для чистки?

Ветер тогда лучше рассматривать не по метеошкале, а по грубой градации силы и динамике поля скоростей:

  1. безветрие;
  2. слабый/средний (умеренный) – до 6 баллов по метеошкале;
  3. сильный – 6-8 баллов;
  4. очень сильный – свыше 8 баллов;
  5. порывистый – ветер любой силы действительно порывистый, или резкий (сильно скошенный верх либо вниз), или взвихренный.

Представление об аэродинамических свойствах пассивных дымовых дефлекторов дает рис. выше.

Простой колпак

Обычный дымник на печную трубу в виде зонтика, если он выполнен в виде конуса Григоровича, не так уж плох:

Дымоход с шатровым дымником-зонтом.

  • С массивным теплоемким дымоходом держит тягу в допустимых для дровяной/угольной печи пределах на ровном ветру силой до жестокого шторма (10 баллов).
  • На любом ветру вплоть до ураганного не создает разрушающих нагрузок на трубу; скорее сам сорвется и улетит.
  • Конструктивно прост.
  • Слабо закоксовывается и засоряется, легко чистится в порядке ежегодного осмотра и обслуживания дымохода.
  • Вследствие несовершенной аэродинамики мало чувствителен к конфигурации зонта. Если дом в заветрии, дымник-зонтик можно сделать шатровым (см. рис. справа), что упрощает работу и дает большие возможности для его дизайна.
  • С 2-3 канальным дымоходом (см. далее) обеспечивает технические показатели (кроме увеличения тяги в безветрие) не хуже, чем аэродинамически совершенный закрытый дефлектор.

Недостатки несовершенного дефлектора-дымника также достаточно серьезны:

  1. В безветрие уменьшает исходную тягу тем сильнее, чем интенсивнее топится печь. Что особенно опасно суровой тихой зимой: печь может захлебнуться и пыхнуть угаром.
  2. На сильном ветру способен создавать избыточную тягу, что резко уменьшает КПД компактных канальных печей (напр., голландских на 2,5-3,5 кирпича) и каминов.
  3. На очень сильном/порывистом ветру не исключено задувание в трубу и появление обратной тяги.

В целом несовершенный дефлектор-зонт это оптимальный дымник на кирпичную трубу правильно построенной и ухоженной домовой печи на твердом топливе, эксплуатируемой в местах, где ураганы и бури крайне редки. Способы сделать дымник-зонтик незадуваемым есть (см. далее), но усложняют его до того, что чаще всего приходится выбирать аэродинамически полный или совершенный дефлектор.

Открытый

Аэродинамически открытый дефлектор не уменьшает исходную тягу и на любом ветру держит ее в пределах, допустимых для печей и котлов на твердом, жидком топливе и газе. Довольно сильно обмерзает, закоксовывается и замусоривается, но легко доступен для чистки. Недостатки его таковы:

  • Обтекаемое тело вращения вместо колпака – технологически сложный узел.
  • Результирующий вектор ветровых нагрузок таков, что аэродинамически открытый дефлектор стремится свернуть трубу, тогда как зонтик – сам с нее слететь.
  • На ветру сильнее 8 баллов боковая нагрузка на трубу резко возрастает и далее растет по степенному закону.
  • Плохо гасит динамическую нагрузку от порывов ветра, поэтому на кирпичную трубу открытый дефлектор ставить нельзя.
  • Непригоден для пиролизных теплогенерирующих приборов: на сильном ветру сразу высасывает пиролизные газы и печь/котел гаснет.
  • Мало пригоден под дизайн: нашлепки и фигурки портят общую аэродинамику. Единственно, где возможно разместить украшения – верхний полюс тела вращения и нижний обрез диффузора (см. далее).

Примечание: в свое время у нас и в США проводились опыты по применению открытых дефлекторов на паровозах, для увеличения КПД на малом ходу. Результат плачевный – на среднем ходу из трубы показывался язык пламени, и ни один не смог разогнаться до конструкционной скорости.

В целом аэродинамически открытый дефлектор пригоден для всех типов отопительных приборов, кроме пиролизных. При условии, что дефлектор осматривается и чистится не реже раза в 2 месяца, а перед каждой топкой тяга проверяется. Очень хорошо подходит для дымоходов с недостаточной тягой и, особенно, для банных печей: случаев угорания в банях из-за открытого дефлектора не отмечено. Правильно истопить баньку дело непростое, и проверка дефлектора заметно его не усложнит.

Примечание: существуют типы открытых дефлекторов, практически не создающих боковых нагрузок на трубу и пригодные для хрупких керамических и стеклянных дымоходов, см. рис. справа. Однако в открытом теле вращения скапливаются пыль, мусор и сажа, что портит аэродинамику устройства, а чистить его трудно. Поэтому производители рекомендуют такие изделия только для газовых котлов в местах с не сильно запыленным воздухом.

Совершенный

Достоинства аэродинамически совершенного закрытого дефлектора частично указаны выше. Кроме того:

  • Аэродинамически совершенный закрытый дефлектор обеспечивает стабильность тяги в любых внешних условиях, достаточную для любых бытовых печей и котлов.
  • Не засоряется и не обмерзает внутри, а наледь и пыль снаружи мало влияют на его работу.
  • С небольшими модификациями пригоден для использования в качестве как дымового, так и вентиляционного энергонезависимого, см. далее.
  • Отлично гасит динамическую нагрузку от порывов ветра и поэтому пригоден для установки на трубы из любых материалов.
  • В одну овальную, треугольную или квадратную обечайку могут сходиться пучком 2-3-4 дымохода.

Недостатки закрытого дефлектора не столь существенны:

  1. Боковое усилие на трубу на ветру до сильного дает большее, чем открытый, но далее с усилением ветра оно растет линейно, т.е. трубу под открытый дефлектор всегда можно усилить или укрепить оттяжками.
  2. Достаточно сложен конструктивно и технологически.
  3. Непригоден под дизайн: любые нашлепки и фигурки портят общую аэродинамику, а раскраска только усиливает утилитарный вид дефлектора.
Читайте также:  Рисунок в помощь для рассчёта

Технологические хитрости

Неправильная конструкция зонта для дымохода

Первое правило – не делайте дымников наподобие двухскатной крыши или цилиндрового свода (см. рис. справа). Такие годятся по назначению только для передвижных приборов, когда ось зонта возможно произвольно ориентировать по ветру. Или в качестве декоративных на фальшдымоход. Есть такая мода в домах с биокаминами. А в прочих случаях тяга будет гулять по воле стихий вплоть до обратной.

Далее, чтобы сделать дефлектор на дымоход своими руками, нужно освоить некоторые приемы жестяницких работ. Прежде всего – соединение листов в фальц (сгиб), или фальцовку см. рис. ниже. Чаще всего детали дефлекторов соединяются одиночным лежачим фальцем, но для зонтов несовершенных дефлекторов в декоративных целях иногда используется двойной стоячий фальц.

Соединение листов тонкого металла в фальц (фальцовка)

Далее нужно научиться по наружным размерам размечать выкройки деталей дефлектора. Для тех, кто предпочитает учиться наглядно, даем подборку видеоуроков по изготовлению деталей дымовых дефлекторов:

Зонт круглый:

Как произвести расчет стропильной системы двухскатной крыши с помощью онлайн калькулятора

10.02.2017 37,522 Просмотров

Другое название двускатной разновидности крыши – щипцовая.

Она имеет две одинаковых наклонных поверхности. Конструкция каркаса крыши представлена стропильной системой.

При этом опирающиеся друг к дружке пары стропил объединяются обрешеткой. В торцах образуются треугольные стенки, или по-другому щипцы.

Двускатную крышу достаточно просто сделать своими руками.

При этом очень важным моментом для монтажа является правильный расчет необходимых параметров.

Расчет двускатной крыши можно произвести с помощью нашего онлайн калькулятора.

Устройство крыши

Главным элементом мансардной крыши является стропильная система. Это своего рода каркасное сооружение, которое берет на себя нагрузку от кровли, служит основанием перекрытий и обеспечивает необходимую форму крыши. О дизайне мансарды вы можете прочитать здесь.

В стропильной системе мансарды имеются следующие элементы:

  • Мауэрлат. Этот элемент служит основанием для всей конструкции кровли, прикрепляется по периметру стен сверху.
  • Стропила. Доски определенного размера, которые прикрепляются под необходимым углом и имею опору в мауэрлат.
  • Конек. Это обозначения места схождения стропил в верхней части.
  • Ригели. Располагаются в горизонтальной плоскости между стропилами. Служат элементом сцепления конструкции.
  • Стойки. Опоры, которые располагают в вертикальном положении под коньком. С их помощью нагрузка передается на несущие стены.
  • Подкос. Элементы, располагающиеся под углом к стропилам для отвода нагрузки.
  • Лежень. Аналогичен мауэрлату, только располагается на внутреннем несущем перекрытии.
  • Схватка. Брусок, расположенный вертикально между опорами.
  • Обрешетка. Конструкция для установки кровли.

Устройство двускатной крыши

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

Результаты расчетов

Регион снеговой нагрузки

Описание полей калькулятора

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.

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

Расчет стропильной системы двухскатной крыши: калькулятор

Расчет параметров стропил

Отталкиваться в данном случае нужно от шага, который выбирается с учетом конструкции крыши индивидуально. На этот параметр влияет выбранный кровельный материал и общий вес крыши.

Варьировать такой показатель может от 60 до 100 см.

Чтобы вычислить количество стропил необходимо:

  • Узнать длину ската;
  • Разделить на выбранный параметр шага;
  • К результату прибавить 1;
  • Для второго ската, показатель умножить на два.

Следующий параметр для определения — это длина стропил. Для этого нужно вспомнить теорему Пифагора, по ней проводится данный расчет. Для формулы необходимы такие данные:

  • Высота крыши. Эту величину выбирает каждый индивидуально в зависимости от необходимости обустраивать жилое помещение под крышей. Например, такая величина будет равняться 2 м.
  • Следующая величина – это половина от ширины дома, в данном случае – 3м.
  • Величина, которую необходимо узнать – это гипотенуза треугольника. Высчитав этот параметр, отталкиваясь от данных для примера, получается 3, 6 м.

Важно: к полученному результату длины стропил, следует прибавить 50-70 см с расчетом на запил.

Кроме того, следует определить какой ширины выбирать стропила для монтажа.

Стропила можно изготовить своими руками, как это сделать, вы можете прочитать здесь.

Для такого параметра нужно учитывать:

  • Нагрузку крыши;
  • Тип древесины, выбранной для конструкции;
  • Длину стропила;
  • Расстояние шага расположения стропил.

Расчет параметров стропил

Определение угла наклона

Можно для такого расчета исходить из материала кровли, который будет использоваться в дальнейшем, ведь у каждого из материалов имеются свои требования:

  • Дляшифераразмер угла ската должен быть более 22 градусов. Если угол будет меньше, то это сулит попаданием воды в зазоры;
  • Дляметаллочерепицытакой параметр должен превышать 14 градусов, в ином случае листы материала могут быть сорваны веером;
  • Дляпрофнастилаугол может быть не меньше, чем 12 градусов;
  • Для битумной черепицы такой показатель должен равняться не более чем 15 градусов. Если угол будет превышать такой показатель, то есть вероятность сползания материала с кровли во время жаркой погоды, т.к. прикрепление материала проводят на мастику;
  • Для материалов рулонного типа, вариации значения угла могут быть в пределах от 3 до 25 градусов. Этот показатель зависит от числа слоев материала. Большее количество слоев позволяет сделать угол наклона ската большим.

Стоит понимать, что чем больше угол ската, тем больше площади свободного пространства под крышей, однако и материала требуется для такой конструкции больше, а, соответственно и затрат.

Более подробно про оптимальный угол наклона вы можете прочитать здесь.

Важно: минимально допустимое значение угла ската равно 5 градусов.

Формула для расчета угла ската проста и очевидна, учитывая, что изначально имеются параметры ширины дома и высоты конька. Представив в разрезе треугольник, можно подставлять данные и проводить вычисления, пользуясь таблицами Брадиса или калькулятором инженерного типа.

Нужно вычислить тангенс острого угла в треугольнике. В данном случае он будет равен 34 градусам.

Формула: tg β = Нк / (Lосн/2) = 2/3 = 0,667

Определение угла наклона крыши

Расчет нагрузок на стропильную систему

Прежде, чем приступать к данному разделу расчетов, нужно рассмотреть всевозможные нагрузки на стропила. Стропильная система бывает разных видов, что так же влияет на нагрузку. Виды нагрузок:

  1. Постоянный. Этот вид нагрузки ощутим стропилами постоянно, его оказывает конструкция кровли, материал, обрешетка, утеплительный материал, пленки и другие мелкие элементы системы. Средняя величина такого параметра равна 40-45 кг/м 2 .
  2. Переменный. Этот вид нагрузки зависит от климата и зоны расположения строения, поскольку его составляют осадки в данном регионе.
  3. Особый. Этот параметр актуален в том случае, если место расположения дома – это сейсмически активная зона. Но в большей части случаев хватает добавочной прочности.

Важно: лучше всего при расчете прочности сделать запас, для этого к полученной величине прибавляется 10%. Также стоит взять во внимание рекомендацию о том, что 1 м 2 не должен брать на себя вес, больше 50 кг.

Очень важно учесть и нагрузку, оказываемую ветром. Показатели этой величины можно взять из СНиПа в разделе «Нагрузки и воздействия».

Чтобы рассчитать нагрузку, производимую снегом, нужно:

  • Узнать параметр веса снега. Варьирует в основном такой показатель от 80 до 320 кг/м 2 .;
  • Умножить на коэффициент, который необходим для учета ветрового давления и аэродинамических свойств. Данная величина указана в таблице СНиП и применяется индивидуально. Источник СНиП 2.01.07-85.

Количество кровли

Количество материала для кровли вычисляется очень просто, учитывая, что все параметры для расчетов были получены в процессе.

Рассматривая вычисления на том же примере, следует вычислить общую площадь крыши.

После этого можно узнать количество листов металлочерепицы (в данном примере), которые потребуется закупить для строительства.

Для этого необходимо получившееся значение площади крыши разделить на площадь одного листа металлочерепицы.

Как рассчитать площадь двускатной крыши:

  • Длина крыши в данном примере равна 10м. Чтобы узнать такой параметр, необходимо замерить длину конька;
  • Длина стропила была вычислена и равняется 3,6м (+0,5-0,7м.) ;
  • Исходя из этого, площадь одного ската будет равна – 41 м 2 . Общее значение площади – 82 м 2 , т.е. площадь одного ската, умноженная на 2.

Важно: не забывать про припуски для козырьков крыши в 0,5-0,7 м.

Заключение

Все расчеты лучше всего их несколько раз проверить во избежание ошибок. Когда этот кропотливый подготовительный процесс будет завершен, можно смело приступать к закупке материала и подготавливать его в соответствии с полученными размерами.

После этого процесс монтажа крыши будет простым и быстрым. А в расчетах вам поможет наш калькулятор двухскатной крыши.

Полезное видео

Видео-инструкция по пользованию калькулятором:

Стропильная система вальмовой крыши: специфика устройства и описание процесса монтажа

Вальмовые крыши привлекают внушительным списком убедительных преимуществ. В их числе эффектная форма, равномерность прогрева и надежная защита дома от осадков. Благодаря отсутствию фронтонов вальмовым конструкциям не страшны существенные ветровые нагрузки. По сравнению с двухскатными вариантами намного меньше причин опасаться деформаций.

Перечень плюсов можно продолжить, но их поток притормаживает весьма веское обстоятельство: стропильная система вальмовой крыши не радует простотой устройства. Однако сложность не остановит самостоятельного строителя, если он знаком с нюансами сооружения четырехскатного каркаса.

Содержание

Характерные особенности вальмовых крыш

Вальмовые крыши от двухскатных собратьев отличаются тем, что вертикальных стенок фронтонов в их конструкции нет. Место фронтонов заняли расположенные в торцах треугольные скаты, ощутимо сокращающие реальный и визуальный объем крыши.

Экономический эффект от уменьшения объема – вопрос спорный. При раскрое крупнолистового материала на вальмовые скаты расходы напротив увеличиваются. К примеру, укладка профлиста или монтаж металлочерепицы заставят раскошелиться на покупку покрытия раза в полтора больше, чем на обустройство стандартного скатного сооружения.

Приобретение материала из разряда штучных позволит уменьшить бюджет строительства, ведь на обшивку торцов крыши тратиться не придется.

По аналогии с любой из строительных конструкций вальмовую крышу можно условно разделить на простые геометрические формы. В простейшем варианте без сопряжений и ендов у нее есть две пары симметричных скатов: два треугольника и две трапеции. На этом основании вальмовая крыша получила параллельное название «четырехскатная».

В анфас ее разрез напоминает обычную треугольную двухскатную крышу. В профиль у сооружения трапециевидная конфигурация, которую также можно разделить на прямоугольник с двумя зеркально развернутыми треугольниками по бокам.

Форма трапеции зависит от архитектурных предпочтений хозяина. Определяется она соотношением длины карнизного свеса к длине конька. Часть конструкции, ограниченная прямоугольником, сооружается в соответствии с висячими или наслонными технологическими кровельными стандартами.

Заменившие фронтоны вальмы устанавливаются под некоторым углом к горизонту, т.к. примыкать они обязаны к наклонным сторонам трапеции. Вот в их устройстве и заключается основная загвоздка вальмовой стропильной системы, потому что обычным скатным методом устроить ее не получится. Ведь коньковый прогон не перекрывает полностью скат. Потому стропильным ногам вальм и сопряженных с ними треугольных частей больших скатов буквально не на что опереться верхними пятками.

Опорой для них станут особые накосные стропильные ноги, соединяющие коньковый прогон с углами конструкции. Если на вальмовую стропильную конструкцию взглянуть сверху, то накосные стропилины будут похожи на диагонали.

Направление установки стало причиной получения второго технологического названия — «диагональные». Естественно, опираться на диагонали будут разновеликие по длине стропильные ноги, т.к. устанавливаются они перпендикулярно свесам крыши. У них есть собственное наименование – нарожники.

Суммируя информацию, получаем, что в сооружении стропильного каркаса для вальмовой крыши будут задействованы:

  • Рядовые стропильные ноги, опирающиеся нижней частью на мауэрлат или на балки перекрытия. В соответствии с типом опоры они могут быть висячими или наслонными.
  • Диагональные стропилины, соединяющие углы крыши и края конькового прогона. Отметим, что используют их не только в обустройстве выпуклых углов вальмовых крыш, но и в сооружении вогнутых углов ендов.
  • Нарожники, формирующие плоскости вальм и примыкающих к накосным стропилам частей больших скатов.

Установка висячих и наслонных стропильных ног выполняется по правилам, согласно которым сооружается стропильная система двухскатной крыши. Разбираться будем с их диагональными собратьями и со стропильными полуногами-нарожниками.

Диагональные стропильные ноги

Принимая во внимание диагональное расположение, несложно догадаться, что длина накосов больше, чем длина обычных стропильных ног. К тому же они служат опорами для нарожников. Ввиду чего нагружены накосные стропила в полтора раза больше, чем рядовые аналоги. Потому их принято делать спаренными из двух досок сечением, равным аналогичному размеру материала для рядовых стропильных ног.

Спаривание накосных стропилин одновременно решает три технические задачи:

  • Позволяет без риска увеличить нагрузку за счет удвоенного сечения несущего элемента.
  • Предоставляет возможность получить диагональный элемент конструкции любой длины без ослабленных наращиванием участков.
  • Устраняет необходимость в целенаправленной покупке бруса для накосных стропил.

Из-за своей длины диагональные стропилины нуждаются в дополнительных опорах, количество которых зависит от длины стропильной ноги.

Опоры для диагональных стропилин

Независимо от масштабов строительства любая схема стропильной системы вальмовой крыши включает опоры для усиления диагональных стропильных ног. Если проектный размер накоса более 9м, т.е. он перекрывает равнозначный по метрам пролет, его непоколебимость обеспечивают двумя дополнительными опорами. Для пролетов поменьше достаточно одной опоры, расположенной в верхней зоне пролета.

В качестве опоры диагональной стропилины могут использоваться:

  • Стойка, устанавливаемая вертикально прямо на перекрытие. Между ней и перекрытием прокладывается кусок гидроизоляции, если стойке предстоит упираться в железобетонную плиту.
  • Подкос. Устанавливается, как и положено подкосным стропилинам, под углом, размеру которого позволено варьировать в пределах от 45º до 53º. Особого значения величина наклона не играет. Важно, чтобы сам подкос поддерживал стропилину на наиболее нагруженном участке. Нижнюю пятку подкоса упирают в лежень.
  • Шпренгель. Представляет собой Т-образную короткую балку из бруса, перевернутую низом вверх. Используется в устройстве больших пролетов, нуждающихся в двух и более усиливающих опорах. Устанавливается шпренгель так, чтобы его основание было перпендикулярно накосной стропилине. Располагают его в нижней части большого пролета ближе к углу крыши. Вместо шпренгеля может быть использована обычная короткая стойка.

Делают дополнительные опоры опять же из сдвоенной доски или бруска, устанавливают в наиболее нагруженных точках.

С нюансами устройства опор для каркаса вальмовой крыши ознакомит видео-обзор:

Нюансы опирания накосных стропилин

Верхняя пятка диагональной стропилины опирается на коньковый прогон различными способами. Выбор способа зависит от конструктивных особенностей стропильной системы:

  • В стропильных конструкциях с одним прогоном вдоль центральной оси крыши диагональные стропильные ноги опирают непосредственно на консоли прогона.
  • В стропильных системах с двумя прогонами и дощатыми стропильными ногами диагональные стропилины опирают на шпренгель, который в свою очередь опирается на оба прогона.
  • В стропильных каркасах с двумя прогонами и стропилинами из бруса кроме шпренгеля применяется прибоина – дощатый коротыш, сшивающий рядовые стропильные ноги в зоне конька. Толщина усиливающего коротыша от 5 и более см.

Пятка диагональных стропилин для посадки на один из перечисленных верхних упоров подрубается по факту. Крепление производится гвоздями. Усилить при необходимости фиксацию можно скрутками из проволоки или металлическими хомутами.

Нижние пятки накосов можно упереть в угол мауэрлата или специально установленной угловой балки. Можно просто опереть на них. Крепят диагональные стропильные ноги металлическими скобами, гвоздовым боем поверх деревянной накладки или уголками.

Нарожники и способы их устройства

Нарожники формируют вальмы и треугольные части больших скатов. Верх полуноги опирается на накосную стропилину, нижняя пятка на мауэрлат, врезной брус или балку деревянного перекрытия.

Монтаж нарожников может производиться:

  • Посредством врубки. В накосах выбирают гнезда так, чтобы полуноги смежных скатов не располагались друг против друга. Рекомендовано, чтобы между врубками расстояние было минимум 20см. Поэтому в шаге установки нарожникам позволено смещаться, чтобы не вырубать гнезда в одной точке.
  • Путем установки черепных брусков, служащих опорами для полуног. Бруски 50×50мм наращиваются вдоль нижних граней с обеих сторон диагональной стропилины. Их наличие позволяет отказаться от врубок, ощутимо ослабляющих несущий элемент.

Второй вариант проще в работе и предпочтительней из-за увеличения жесткости конструкции. К тому же он абсолютно не обязывает менять шаг установки полустропил: они могут быть расположены друг против друга. К мауэрлату или балкам нарожники крепят тем же методом, что использовали для установки рядовых стропилин.

Элементарная вальмовая стропильная система

Самый простой способ увенчать загородную собственность четырехскатной конструкцией заключается в покупке и установке готовых стропильных ферм. Однако значительно интересней, полезней, дешевле собственноручно заняться устройством вальмовой крыши и подходящей ей по типу стропильной системы.

Тем более если ее запланировано возвести над небольшой хозяйственной постройкой, беседкой или летней кухней. На простых конструкциях очень даже стоит потренироваться перед приложением усилий к более ответственным объектам.

Отметим, что в приведенном ниже примере отсутствует перекрытие, не огорожен чердак и нет утепления. На скатах практически не задерживается снег, т.е. на накосные стропильные ноги действует минимальная по их стандартным меркам нагрузка. Не сохранен принцип разбежки между нарожниками.

Все узловые соединения выполняются гвоздовым прибоем и металлическими уголками. Исполнителю потребуется доска 5×25см для изготовления стропильных ног и прогона, а также влагостойкая фанера для сооружения сплошной обрешетки, потому что постройку планируется покрыть битумной черепицей.

Этап 1: Моделирование и проектирование

Независимо от архитектурной сложности строительной конструкции ей нужен проект. Он поможет определиться с оптимальной формой и избавит от покупки лишних материалов. Для простой вальмовой крыши со стандартной стропильной системой не потребуются суперсложные чертежи, но сделать хотя бы простенький эскиз необходимо.

Инструкция для упрощенного проектирования:

  • Измеряем ширину/высоту/длину строения. Согласно данным вычерчиваем профиль и анфас строения на листе бумаги в масштабе, например 1:50. Это значит, что все размеры необходимо будет поделить на 50. Т.е. стена домика с размерами 5×2,5м на самодельном чертеже будет изображена в виде прямоугольника со сторонами 10×5см. Если мелковато выходит, масштаб можно выбрать покрупней — 1:40, 1:25 и т.д. Готовый эскиз желательно продублировать пару раз в запас.
  • Выбираем оптимальную высоту крыши и угол ее крутизны. Для этого на одном из дублей эскиза рисуем несколько вариантов абриса крыши. Определяем наиболее удачный и измеряем транспортиром угол наклона будущих скатов.
  • Отмечаем на дубле эскиза точки установки наслонных стропилин, это шаг. Обе стенки нам необходимо разделить на равные отрезки. Необязательно, чтобы шаг установки под вальмовым и пятиугольным скатом был одинаковым. В примере расстояние между стропильными ногами на обеих стенках строения равно 20 дюймам, это 50,8 см. По факту шаг установки может варьировать от 0,4 до 2,1м. Однако отметим, что слишком часто установленные стропила увеличат в разы расход материала, а слишком редко заставят усиливать конструкцию дополнительной контробрешеткой.
  • Определимся с длиной конька. Нарисуем его на дубликате шаблона, учитывая, что коньковый брус должен связывать цельное количество пар стропилин. Отложим от обоих краев длинных стен равные расстояния.
  • Все результаты переносим на основной лист и подсчитываем, сколько понадобится материала. Длину стропилин считаем по внешним сторонам с учетом длины карнизных свесов по 40-50см. Расход фанеры рассчитываем по количеству цельных панелей, приходящихся на каждую плоскость четырехскатной крыши.

По числу стропилин вычисляем количество крепежа. Гвозди нам потребуются буквально во всех узловых креплениях. Уголков на каждую стропильную ногу должно приходиться по паре. Не забываем купить доску с небольшим запасом на случай огрехов в собственной работе.

Для устройства вальмовой крыши по кирпичным и пенобетонным стенам потребуется брусок для сооружения мауэрлата. Он не нужен, если установка стропильной системы выполняется по деревянным стенам.

Этап 2: Устройство основной части вальмовой крыши

Первым делом соорудим вспомогательные леса из расчета, что между плоскостью самодельной подставки типа высокой скамьи и коньковым прогоном должен помещаться домашний мастер в полный рост.

Стартом монтажа стропильной системы для будущей вальмовой кровли является устройство коньковой части конструкции:

  • К сопряженным с вальмами стенкам постройки прибиваем по вспомогательной доске, один край которой должен совпасть с центральной осью. Между досками натягиваем шнурку, повторяющую центральную ось.
  • Примеряем пару стропилин к торцу строения. Пересекаться они должны прямо под шнуркой. Очерчиваем по факту линии спилов верхних пяток, не забывая, что между стропильными ногами будет прогон толщиной 5см.
  • По полученным шаблонам заготавливаем наслонные стропилины.
  • Устанавливаем попарно стропильные ноги по меткам основной части системы. Временно крепим одним гвоздем.
  • Устанавливаем коньковый прогон между верхними пятками, которые до этого свободно опирались друг на друга.
  • Прибиваем гвоздями стропилины к прогону.
  • К мауэрлату или верхнему венцу домика низ стропилин прикрепляем металлическими уголками.

Вспомогательные доски демонтируем, они нам более не понадобятся.

Этап 3: Сооружение вальмовых скатов

Вальмовую часть стропильной системы крепим аналогичным образом: нижние пятки уголками к мауэрлату или к верхнему венцу, верхние закрепляем гвоздями. Работу производим в следующей последовательности:

  • Примеряем к скату первую накосную стропилину, отмечаем по факту линию спила. Нижняя часть стропилины должна точно проходить через угловую точку разметки.
  • Отпиливаем отмеченные излишки. Прибиваем гвоздями диагональную ногу к коньковой консоли, низ фиксируем уголками.
  • Аналогично поступаем с остальными тремя накосами.
  • Заполняем вальмовый скат нарожниками, предварительно примерив каждую деталь к положенному месту и отпилив излишки.
  • Устанавливаем нарожники пятиугольных скатов.

По окончании работ стропила через одну прикручиваются проволочными скрутками к заложенным в стены деревянным пробкам или ко второму венцу, чтобы сильным порывом ветра конструкцию не сорвало.

Есть способ закладки скруток из отожженной проволоки в кладку еще в процессе строительства для последующего фиксирования стропильной системы. Поверх проволочной скрутки должно быть еще три ряда кирпичной кладки или два ряда пеноблоков.

По готовой стропильной системе укладывается обрешетка. В случае применения мягкой кровли, как в приведенном случае, в качестве покрытия обрешетку делают сплошной из дюймовки, фанеры или подобных плит. Между плитами или досками оставляют зазор в 3 мм. Под жесткие материалы обрешетку сооружают из бруска с рекомендованным инструкцией шагом.

Строительство сложных вальмовых крыш

Принцип устройства каркасов вальмовых крыш с более сложной архитектурой немногим отличается от приведенного примера. Последовательность работ точно такая же. Правда наслонные стропильные ноги все же разумней и надежней фиксировать с помощью врубок.

Крайне желательно использование опор под диагональные стропилины. И перед монтажом коньковой части устанавливаются опорные рамы с лежнем внизу и коньковым прогоном вверху. Еще изменение угла наклона скатов при опирании врубкой следует учесть на этапе проектирования.

Как построить более сложную стропильную систему для интересной вальмовой крыши смотрите на видео:

Стропильная система вальмового типа сложнее каркаса обычной двухскатной крыши, но разобраться с ее устройством можно. Четырехскатная конструкция во многих случаях предпочтительней, она интереснее смотрится как над домами, так и над беседками и прочими бытовыми постройками. Описанный вариант сооружения поможет освоить азы в деле возведения вальмовых конструкций, а при удачном результате продолжение обязательно последует.

План стропил — что это такое?

Опубликовано: 12 августа, 2013

Строительство загородного дома или коттеджа всегда подразумевает под собой применение системы стропил, подобную той, которая применяется при строительстве жилых домов. Материалом для таких стропил обычно служит дерево.

Стропильная система может быть выполнена не только в виде треугольника, но и в виде иных конструкций. Но не зависимо от того, какой материал и какая форма будет использована, прежде всего, необходимо все-таки знать, что такое план стропил.

Что надо знать для разработки плана стропил

Мансардная стропильная система

Для того, чтобы сэкономить жилое пространство, выбирают мансардные стропильные системы, так как именно с их помощью появляется возможность оборудования в помещении чердака дополнительной жилой комнаты.

Вообще, такой процесс, как проектирование системы стропил, можно отнести к числу довольно сложных, так как он требует определенных умений, знаний и навыков. А потому для проведения всех необходимых расчетов и грамотного составления чертежа лучше всего воспользоваться услугами специалиста, который уже имеет определенный опыт такой работы.

Самыми главными параметрами, которые должны в обязательном порядке учитываться, начиная уже с этапа проектирования кровли, можно назвать:

  • Угол наклона кровельных скатов
  • Выбор сечения стропил
  • Тип кровли
  • Материал, который будет использован для покрытия кровли
  • Расчет системы стропил

Уровень наклона скатов должен учитываться при подборе материала и при проведении вычислений прочности несущей конструкции, необходимых при любых кровельных работах.

Большая часть материалов, которые могут быть использованы для подобных целей, способна оказать весьма ощутимое влияние на проект системы стропил в целом. А потому выбирать материал, который будет использован для покрытия крыши, необходимо очень тщательно, со всей ответственностью, и делать это нужно еще во время проектирования.

Чертеж стропильной системы должен рассчитываться с особой тщательностью, так как все возможные ошибки и недочеты, которые допускаются при оценивании нагрузок, вполне могут привести не только к порче и деформации стропил, но и к полному разрушению кровли уже во время ее эксплуатации, вплоть до полного обрушения крыши.

Разработка плана стропил

В процесс разработки плана стропил входят такие процедуры, как:

  • Построение модульных осей, привязанных к показателям толщины несущих стен здания. В этом случае на самом плане вынесение венчающего карниза показывается на наружной стене при помощи контурной линии.
  • Также на плане должны быть обозначены вентиляция и трубопроводы, их расположение непременно должно быть учтено при расположении элементов в проекте стропильной системы.
  • Исходя из подобранной конструкции крыши, разрабатывается план. При этом непосредственно на эскизе должны быть непременно учтены стены и крепление стропил в коньке.

Использование подобного эскиза позволяет вычертить план системы стропил, с обозначенными на нем мауэрлатами, продольными подкосами и стойками, подстропильной балкой, ногами стропил.

Подбор подходящего расстояния между соседними стропилами осуществляется, исходя:

  • из веса того материала, который выбран для покрытия кровли,
  • строительных лесов, которые будут при этом использованы,
  • шаг стропил может быть изменен в связи с необходимостью провести сквозь них вентиляционные трубы или дымоход.

Также вентиляцию и трубу можно пропустить, прервав ноги стропил, для чего концы их опирают на специальные деревянные перемычки, которые находятся между стоящими рядом стропилами, и закрепляют, используя специальный запил стропил.

Если речь идет о двускатных крышах, то слуховые окна должны находиться на фронтонах, которые, в свою очередь, находятся на торцах, что не может не повысить эффективность вентиляции чердака летом.

Особенности проекта крыши с четырьмя скатами подразумевают отображение на плане нарожников, опирающихся на диагональные стропильные ноги, а также слуховых окошек, расположенных на вальмах.

В тех случаях, когда место под кровлей планируется использовать для возведения мансардного этажа, это также должно быть отображено на рисунке в виде верхних балок, которые послужат опорой стропилам.

Также не следует забывать о том, что схема расположения стропил должна разрабатываться одновременно с планом разнообразных конструкций разрезов здания. И оба эти плана обязательно должны быть объединены между собой наличием общей связи.

На чертеже должны быть учтены данные всех расстояний между модульными осями предполагаемого строения, так как именно с ними связаны все показатели толщины будущих стен.

Непосредственно в самом плане должны быть обязательно указаны расстояния между дымоходом, вентиляцией и стойками.

Помимо этого, на плане должны быть отображены выноски с указанием всех необходимых значений поперечных сечений и длин всех имеющихся деталей.

Систему стропил можно назвать одним из наиболее значимых элементов во всей кровельной конструкции, и, в частности, от того, насколько правильно она будет спроектирована, зависит безопасность эксплуатации крыши, ее надежность и срок службы. Именно поэтому не следует браться составлять план стропил, не имея на то необходимых умений и навыков. Следует все же доверить это работу квалифицированным специалистам, которые уже имеют необходимый опыт в данной сфере.

План стропил: облегчаем расчет системы

При строительстве коттеджей и загородных домов используются системы стропил, применяемые в жилых домах. Данная статья расскажет о том, как проектируют систему стропил, что такое план стропил и как он составляется для облегчения расчета системы.

Стропила для жилых зданий чаще всего изготавливают из древесины. Такие стропильные системы обычно выполняются в форме треугольника, хотя иногда используются и другие конструкции.

При необходимости экономии жилого пространства используют стропильные мансардные системы, позволяющие оборудовать в чердачном помещении еще одну жилую комнату.

Проектирование стропильных систем и стропил

Проектирование системы стропил является довольно сложной задачей, требующей специальных навыков и знаний. Для этого необходимо правильно произвести расчет снега и ветра, оптимальный вес системы.

Поэтому наибольшей эффективности и долговечности построенного дома можно добиться в том случае, если расчет и чертеж стропильной системы выполняет грамотный квалифицированный специалист, имеющий опыт выполнения подобных работ.

Наиболее важными моментами, учитываемыми при проектировании кровли, являются:

  • Тип возводимой крыши;
  • Углы наклона скатов;
  • Материал, используемый для покрытия кровли;
  • выбор сечения стропил;
  • Расчет конструкций системы стропил.

Проектирование стропильной системы

При этом величина наклона скатов влияет также на расчет прочности несущей конструкции и выбор материала, которым будет покрыта кровля.

Большинство таких материалов напрямую влияют на проект стропильной системы, следовательно, материал для покрытия необходимо выбирать еще на этапе проектирования.

Стропильную конструкцию следует тщательно рассчитывать, выполняя проектирование кровли, поскольку допущенные при оценке нагрузок недочеты могут вызвать как деформацию конструкции стропил и нарушение покрытия кровли в процессе эксплуатации, так и обрушение всей крыши.

Несущие конструкции кровли, состоящие в случае скатной кровли из обрешетки и стропил, обеспечивают ее устойчивость и прочность.

Конструктивная схема расположения стропил зависит от следующих параметров:

  • Форма крыши;
  • Наличие внутренних опор и их расположение;
  • Длина перекрываемого пространства.

Выполняя чертеж стропил, следует учитывать, что стропила или фермы стропил бывают висячие и наслонные (наиболее широко распространенный тип).

Чаще всего конструкция стропил выполняется в форме треугольника, обеспечивающей максимальную жесткость и экономичность.

Сложные фермы стропил включают в себя целый ряд различных дополнительных элементов, таких как:

  • Стропильные балки, называемые также стропильными ногами;
  • Затяжки;
  • Ригели;
  • Стойки;
  • Подкосы и т.д.

Рассмотрим подробнее два основных типа стропил:

  1. Наслонные стропила устанавливаются в домах, где несущей стеной является средняя. В их состав входят две стропильные ноги, нижние концы которых опираются на мауэрлаты – несущие брусья, а верхние – на прогон конька, который поддерживается стойками. Стойки устанавливаются на лежень, расположенный на несущей внутренней стене. Мауэрлат и лежень служат для того, чтобы распределять нагрузку на стены. При отсутствии продольных внутренних стен стропила следует опирать на поперечные внутренние стены или на столбы, расстояние между которыми не превышает 6,5 метров. С помощью одной дополнительной опоры ширина перекрываемого помещения может быть увеличена до 12 метров, а с двумя опорами – до 15 или 16 метров. Увеличение пролета усложняет конструкцию, поскольку возникает необходимость вводить дополнительные элементы крыши, такие как стойки и подкосы, позволяющие повысить устойчивость и поперечную жесткость системы стропил, превращая конструкцию стропил в ферму.
  2. Висячие стропила применяются при отсутствии внутренних опор и опираются только на наружные стены. В состав висячих стропил входят наклонные стропильные ноги и растяжка, представляющая собой горизонтальный брус, воспринимающий распор от ног стропил. Нижними концами стропильные ноги при помощи затяжки опираются на мауэрлаты, а для верхних выполняется крепление стропил в коньке. Наиболее простым вариантом висячих стропил является треугольная симметричная ферма, причем объем перекрываемого пространства может составлять от 7 до 12 метров. Усилить конструкцию можно при помощи специальной стяжки – ригеля.

Важно: следует отметить, что изготовление висячих стропил является довольно трудоемким процессом, а их стоимость существенно превышает стоимость наслонных. Поэтом довольно часто с целью снижения стоимости строительства оборудуют комбинированные системы стропил, в состав которых входят и висячие, и наклонные стропила.

Разработка плана стропил

При разработке плана стропил выполняют следующие процедуры:

  • Нанесение модульных координационных осей, к которым привязываются значения толщины капитальных стен здания. При этом вынос венчающего карниза используемой конструкции отображается на плане стен наружных в виде контурной линии;
  • На плане вычерчиваются каналы дымовые и вентиляционные каналы и трубопроводы, расположение которых в обязательном порядке учитывается в процессе размещения элементов проектируемой системы стропил;
  • Разрабатывают план выбранной формы крыши в виде эскиза, на котором должно также учитываться расположение стен. На план в виде линий наносятся конек, ендовы, ребра, а также следующие элементы:
  1. Форма скатов крыши;
  2. Направление уклона скатов;
  3. Расположение слуховых окошек;
  4. Расположение фронтонов и т.д.
  • Используя план крыши, производят вычерчивание плана системы стропил, на котором должно быть указано размещение следующих элементов:
  1. Подстропильная балка;
  2. Мауэрлаты;
  3. Стропильные ноги с кобылками и затяжками, опирающиеся на мауэрлаты;
  4. Стойки, также как и продольные подкосы, обеспечивающие необходимую пространственную жесткость стропильной системы (отображаются в виде штриховой линии);

Поперечные сечения различных элементов принимают ориентировочные значения в зависимости от того, какой тип древесины будет использован при строительстве (доски, брусья или бревна). Шаг стропил, то есть расстояние между ними, выбирается в зависимости от того, какой именно строительный лес применяется при строительстве кровли, а также от веса используемого для покрытия материала:

  • Шаг стропил деревянных составляет 100-120 см;
  • Шаг изготовленных из брусьев стропил – от 150 до 180 см.

Кроме того, расстояние между стропилами может изменяться при пропускании между ними труб дымохода или вентиляции.

Кроме того, данные трубы могут пропускаться путем прерывания стропильных ног, для этого их свободные концы опираются на перемычки из древесины, расположенные между соседними стропилами, для крепления которых выполняется специальный запил стропил.

В случае двускатных или щипцовых крыш слуховые окна размещаются во фронтонах, расположенных на торцах. Это повышает эффективность вентилирования чердачного помещения в теплое время года.

При разработке проекта четырехскатной крыши следует отобразить на плане такие элементы, как накосные диагональные ноги стропил, нарожники, опирающиеся на них, а также располагающиеся на вальмах слуховые окошки.

В случае, если в подкровельном пространстве оборудуется мансардный этаж, на плане следует отобразить также верхние балки обвязки стен каркаса, на которые будут опираться стропила.

Следует также учитывать, что разработка плана системы стропил должна выполняться параллельно разработке плана различных конструктивных разрезов проектируемого здания, которые должны быть связаны между собой.

  • На чертеже стропильного плана проставляются значения расстояний между модульными осями проектируемого здания, к которым привязываются значения толщины стен. Размерные линии, на которых отмечается цепочка шагов между стропильными осями, наносятся на план ближе к его контуру. Внутри же плана указывают расстояния между стойками, трубами вентиляции и дымохода, а также между различными элементами конструкции стропильной системы. Кроме того, на плане необходимо отобразить выноски, на которых будут указаны значения длин и поперечных сечений перечисленных элементов.

Стропильная система является важнейшим элементом конструкции возводимой кровли, от правильности проектирования которой зависят такие показатели, как надежность крыши, ее безопасность и длительность срока эксплуатации.

Поэтому, не обладая требуемыми навыками и умениями, лучше не браться за составление плана стропил, а доверить выполнение данной работы квалифицированному специалисту, обладающему необходимым опытом.

Расчёт стропильной системы своими силами

Стропильная система — это основная часть крови, которая воспринимает все нагрузки, действующие на крышу, и противостоит им. Чтобы обеспечить качественное функционирование стропил, требуется правильный расчёт параметров.

Как рассчитать стропильную систему

Чтобы сделать расчёт применяемых в стропильной системе материалов своими силами, представлены упрощённые расчётные формулы с целью повысить прочность элементов системы. Данное упрощение увеличивает количество применяемых материалов, но если крыша имеет небольшие габариты, то такое увеличение будет незаметным. Формулы позволяют рассчитать следующие виды крыш:

  • односкатные;
  • двускатные;
  • мансардные.

Срок службы крыши во многом зависит от правильного расчёта

Видео: расчёт стропильной системы

Расчёт нагрузки на стропила двускатной крыши

Для постройки наклонной кровли необходим несущий прочный каркас, к которому будут крепиться все остальные элементы. При разработке проекта выполняется расчёт требуемой длины и площади поперечного сечения стропильного бруса и других частей стропильной системы, на которые будут действовать переменная и постоянная нагрузки.

Для расчёта системы нужно учитывать особенности местного климата

Нагрузки, которые действуют постоянно:

  • масса всех элементов конструкции крыши, таких, как кровельный материал, обрешётка, гидроизоляция, теплоизоляция, внутренняя обшивка чердака или мансарды;
  • масса оборудования и различных предметов, которые крепятся стропилам внутри чердака или мансарды.
  • нагрузка, создаваемая ветром и выпавшими осадками;
  • масса работника, который выполняет ремонт или очистку.

К переменным нагрузкам также относятся сейсмическая нагрузка и другие виды особых нагрузок, которые предъявляют дополнительные требования к конструкции кровли.

От ветровой нагрузки зависит угол наклона ската

В большинстве областей Российской Федерации остро стоит проблема снеговой нагрузки — стропильная система должна воспринимать выпавшую массу снега без деформации конструкции (требование наиболее актуально к односкатным крышам). При уменьшении угла наклона крыши снеговая нагрузка возрастает. Обустройство односкатной крыши с близким к нулевому углом наклона требует установку стропил, имеющих большую площадь поперечного сечения, с маленьким шагом. Также постоянно потребуется выполнять её очистку. Это относится и к крышам с углом наклона до 25 о .

Снеговая нагрузка рассчитывается по формуле: S = Sg × µ, где:

  • Sg — масса снегового покрова на плоской горизонтальной поверхности размером 1 м 2 . Значение определяется согласно таблицам в СНиП «Стропильные системы» исходя из требуемой местности, в которой ведётся строительство;
  • µ — коэффициент, учитывающий угол наклона ската кровли.

При угле наклона до 25 0 значение коэффициента составляет 1,0, от 25 о до 60 о — 0,7, свыше 60 о — значение снеговых нагрузок в расчётах не участвует.

Ветровая нагрузка рассчитывается по формуле: W = Wo × k, где:

  • Wo — величина ветровой нагрузки, определяемая согласно табличным значениям, учитывая характер местности, где ведётся строительство;
  • k — коэффициент, который учитывает высоту постройки и характер местности.

При высоте постройки, равной 5 м, значение коэффициентов составляет kА=0,75 и kБ=0,85, 10 м — kА=1 и kБ=0,65, 20 м — kА=1,25 и kБ=0,85.

Сечение стропила на крышу

Рассчитать размер стропильного бруса не составляет труда, если учесть следующий момент — кровля это система треугольников (относится ко всем видам кровли). Располагая габаритными размерами здания, значением угла наклона крыши или высоты конька и используя теорему Пифагора, определяется размер длины стропил от конькового бруса до наружного края стены. К этому размеру прибавляется длина карниза (в случае, когда стропила выступают за стену). Иногда карниз делается за счёт монтажа кобылок. Рассчитывая площадь крыши, значения длин кобылок и стропил суммируются, что позволяет вычислить необходимое количество кровельного материала.

Для определения сечения применяемого бруса при возведении любого типа кровли, в соответствии с требуемой длиной стропила, шагом его установки и другими параметрами, лучше всего применять справочники.

Диапазон размеров стропильного бруса лежит в пределах от 40х150 до 100х250 мм. Длина стропила определяется углом наклона и расстоянием между стенами.

Увеличение наклона крыши влечёт за собой увеличение длины стропильного бруса, и, соответственно, увеличение площади поперечного сечения бруса. Это необходимо для того, чтобы обеспечить необходимую прочность конструкции. В то же время уровень снеговой нагрузки снижается, а это значит, что устанавливать стропила можно с большим шагом. Но увеличивая шаг, вы увеличиваете общую нагрузку, которая будет воздействовать на стропильный брус.

Делая расчёт, обязательно учитывайте все нюансы, такие, как влажность, плотность и качество пиломатериалов, если строится кровля из дерева, толщину применяемого проката — если кровля из металла.

Основной принцип расчётов заключается в следующем — величина нагрузки, действующей на крышу, определяет размер сечения бруса. Чем больше сечение, тем прочнее конструкция, но тем больше и её общая масса, а соответственно больше нагрузка на стены и фундамент здания.

Как вычислить длину стропил двускатной крыши

Жёсткость конструкции стропильной системы является обязательным требованием, и её обеспечение исключает прогиб при воздействии нагрузок. Стропила прогибаются в случае допущенных ошибок в расчётах конструкции и величины шага, с которым устанавливается стропильный брус. В случае, когда данный дефект выявлен после окончания работ, необходимо укрепить конструкцию с помощью подкосов, тем самым вы увеличите её жёсткость. При длине стропильного бруса более 4,5 м применение подкосов является обязательным, так как прогиб будет образовываться в любом случае под воздействием собственного веса бруса. Данный фактор обязательно принимается во внимание при выполнении расчётов.

Длина стропил зависит от месторасположения их в системе

Определение расстояния между стропилами

Стандартный шаг, с которым выполняется установка стропил в жилом доме, составляет порядка 600–1000 миллиметров. На его величину влияет:

  • расчётная нагрузка;
  • сечение бруса;
  • характеристика кровли;
  • угол наклона крыши;
  • ширина материала утеплителя.

Не рекомендуется искусственно уменьшать или увеличивать шаг стропил

Определение необходимого числа стропил происходит с учётом шага, с которым они будут устанавливаться. Для этого:

  1. Выбирается оптимальный шаг установки.
  2. Длина стены делится на выбранный шаг и к полученному значению прибавляется единица.
  3. Полученное число округляется до целого.
  4. Повторно делится длина стены на полученное число, тем самым определяется нужный шаг монтажа стропил.

Для того чтобы высчитать требуемое количество стропил, необходимо учесть межосевое расстояние между ними.

Площадь стропильной системы

При вычислении площади двускатной крыши требуется учитывать такие факторы:

  1. Суммарную площадь, которая состоит из площади двух скатов. Исходя из этого определяют площадь одного ската и полученное значение умножают на число 2.
  2. В случае, когда размеры скатов различаются между собой, площадь каждого ската находится индивидуально. Суммарная площадь вычисляется сложением полученных значений для каждого ската.
  3. В случае, когда один из углов ската больше или меньше 90 о , для того чтобы определить площадь ската, его «разбивают» на простые фигуры и вычисляют их площадь по отдельности, а затем складывают полученные результаты.
  4. При вычислении площади не учитывается площадь дымоходных труб, окон и вентиляционных каналов.
  5. Учитывается площадь фронтонных и карнизных свесов, парапетов и брандмауэрных стен.

Расчёт стропильной системы зависит от типа крыши

Например, дом имеет длину 9 м и ширину 7 м, стропильный брус имеет длину 4 м, свес карниза — 0,4 м, свес фронтона — 0,6 м.

Значение площади ската находится по формуле S = (Lдд+2×Lфс) × (Lc+Lкс), где:

  • Lдд – длина стены;
  • Lфс – длина свеса фронтона;
  • Lc – длина стропильного бруса;
  • Lкс – длина свеса карниза.

Получается, что площадь ската равна S = (9+2×0,6) × (4+0,4) = 10,2 × 4,4 = 44,9 м 2 .

Суммарная площадь крыши составляет S = 2 × 44,9 = 89,8 м 2 .

Если в качестве кровельного материала используется черепица или мягкое покрытие в рулонах, то длина скатов станет на 0,6–0,8 м меньше.

Размер двускатной кровли рассчитывают с целью определения требуемого количества кровельного материала. С увеличением угла наклона крыши увеличивается и расход материала. Запас должен составлять порядка 10–15%. Он обусловлен укладкой внахлёст. Для определения точного количества материала с учётом наклона скатов лучше всего использовать справочники.

Видео: стропильная система двускатной крыши

Как рассчитать длину стропил вальмовой крыши

Несмотря на разнообразие типов крыш, их конструкция состоит из одних и тех же элементов стропильной системы. Для крыш вальмового типа:

  1. Коньковая опорная балка или коньковый брус — является несущим элементом конструкции кровли вальмового типа. К нему выполняется крепление диагональных стропил. Длина бруса рассчитывается по формуле: Lконька = L — D, где L и D равны длине и ширине сторон здания.
  2. Центральное стропило — брус, который располагается по краю стропильной системы и формирует угол наклона фронтонного ската крыши. Верхним краем упирается в коньковый брус. Длина центральных стропил рассчитывается по формуле: Lцентр.стропил = h 2 + d 2 , где h — высота конька, а d — расстояние от торца конька до стены.

В вальмовой крыше есть несколько типов стропил

  • Промежуточные или рядовые стропила — образуют поверхность трапециевидного ската. Устанавливаются согласно рассчитанному шагу. Длина рядовых стропил рассчитывается по аналогичной формуле для центральных стропил.
  • Диагональные стропила (боковые, рёбра, накосные или угловые стропила) — стропильный брус, который верхним краем упирается в торец конька, а нижней частью — в угол дома. Диагональные стропила обуславливают форму скатов кровли. Длина диагональных стропил рассчитывается по формуле: Lдиаг. стропил=√(L 2 +d 2 ), где L — длина центрального стропила, а d — расстояние от нижней части стропильного бруса до угла дома.

    Для строительства вальмовой крыши нужно расчитать размеры каждого стропила в отдельности

  • Нарожники или короткие стропила — короткий стропильный брус, который верхним концом монтируется к диагональному стропилу и формирует угловую часть трапециевидного ската. Длина нарожников рассчитывается по следующим формулам:
    • первый нарожник L1 = 2L/3, где L — длина промежуточного стропила;
    • следующий нарожник L2 = L/3, где L — длина промежуточного стропила.
  • Расчёт необходимого удлинения стропил для образования свеса карниза выполняется по формуле DL = k/cosα, где k — расстояние от края свеса карниза до стены, cosα – косинус угла наклона кровли.
  • Угол наклона рядовых стропил определяется по формуле Β = 9 о — α, где α – угол наклона ската кровли.
  • Видео: стропильная система вальмовой крыши

    Что влияет на угол наклона стропил

    Например, наклон односкатной кровли равен порядка 9–20 о , и зависит от:

    • типа кровельного материала;
    • климата в регионе;
    • функциональных свойств строения.

    В случае, когда у кровли имеется два, три или четыре ската, то кроме географии строительства влияние будет оказывать и назначение чердачного помещения. Когда назначение чердака будет состоять в хранении различного имущества, то большая высота не требуется, а в случае использования в качестве жилого помещения потребуется оборудование высокой крыши с большим углом наклона. Отсюда и вытекает:

    • внешний вид фасадной части дома;
    • применяемый материал кровли;
    • влияние погодных условий.

    Естественно, что для местности с сильным ветром оптимальным выбором будет крыша с малым углом наклона — для снижения ветровой нагрузки на конструкцию. Это относится и к регионам с жарким климатом, где зачастую количество осадков минимально. В областях с большим количеством осадков (снег, град, дождь) требуется максимальный угол наклона кровли, который может составлять до 60 о . Такая величина угла наклона минимизирует снеговую нагрузку.

    Угол наклона ската любой крыши во многом зависит от особенностей климата

    В итоге для правильного расчёта угла наклона кровли требуется учитывать все вышеуказанные факторы, поэтому расчёт будет вестись в диапазоне величин от 9 о до 60о . Очень часто результат расчётов показывает, что идеальный угол наклона лежит в пределах от 20 о до 40 о . При этих значениях допускается применение почти всех типов кровельных материалов — профнастила, металлочерепицы, шифера и прочих. Но следует учесть, что каждый кровельный материал также имеет свои требования к конструкции крыш.

    Не имея в распоряжении размеров стропил нельзя начать возведение крыши. Отнеситесь к данному вопросу со всей серьёзностью. Не ограничивайтесь только расчётами стропильной системы, выбором её конструкции и определением действующих нагрузок. Строительство дома является цельным проектом, в котором все взаимосвязано. Ни в коем случае не следует рассматривать по отдельности такие элементы, как фундамент, несущая конструкция стен, стропила, кровля. Качественный проект обязательно учитывает все факторы комплексно. И если планируется строительство жилья для собственных нужд, то лучшим решением станет обращение к специалистам, которые решат насущные вопросы и выполнят проектирование и строительство без ошибок.

    Ссылка на основную публикацию