Расчет стропильной системы беседки

Проект и строительство крыши для беседки своими руками

Какими бывают крыши для садовых домиков

Стропильные системы крыш для беседок сходны с теми, что используются при строительстве жилых домов. Конструкции здесь делятся сходным образом, на одно-, двух- и четырехскатные, а также многоскатные крыши, в 5 – 8 граней.

Одно- и двухскатные крыши

Односкатная кровля применяется для построек квадратной и прямоугольной формы. Стропильная система здесь довольно простая, ее легко собрать своими руками. Кроме того, материалов на постройку потребуется не много, поэтому односкатную крышу можно считать бюджетным вариантом. Также стоит отметить простоту укладки кровельных материалов.

Однако нужно помнить, что наличие только одного ската делает беседку практически не защищенной от осадков и ветра. Немного компенсировать такой недостаток можно сделав сплошной заднюю стену, и максимально увеличив передний свес. Так дождь будет меньше засекать внутрь постройки. Садовая беседка с односкатной крышей, фото которой расположено ниже, иллюстрирует как раз такой случай.

Деревянная беседка с односкатной крышей

Односкатные беседки. Фото открытой постройки с одной сплошной стеной

У двускатной крыши стропильная система уже сложнее, как в плане проектирования, так и в строительстве. Кровля такой конструкции, также как и односкатная, подходит для прямоугольных и квадратных беседок. Наличие двух скатов обеспечивает постройке чуть лучшую защиту от ветра и осадков.

Если говорить о минусах этой крыши, то это, как выше сказано, сложности в проектировании и монтаже. Также, из-за увеличения площади кровли, здесь будет больший расход материалов.

Деревянная беседка с двускатной крышей

Двускатный садовый домик

Четырехскатные и шатровые кровли

Четырехскатная крыша для беседки относится к сложным конструкциям. Используется для основательных, больших по площади садовых домиков. Часто это кирпичные или бревенчатые постройки, способные выдержать большой вес стропильной системы. Четырехскатной крыши хорошо использовать там, где планируется установка мангалов, очагов, барбекю и т. д.

Конструкция имеет и свои недостатки:

• Сложность расчетов и строительства.
• Значительный вес, в сравнении с одно- и двухскатными крышами.

Дачная беседка с четырехскатной крышей

Четырехскатная крыша для беседки. Чертежи для нее составить довольно трудно

Многоскатные, или шатровые крыши монтируются на садовые домики, круглые в плане. Как и четырехскатная, такая крыша сложна в строительстве, однако она обладает интересным внешним видом, а потому довольно популярна. Чаще многоскатные кровли устраиваются для открытых беседок, где стен нет как таковых.

На заметку: шатровая крыша — это тот случай, когда «красота требует жертв». Помимо сложностей в расчетах и монтаже, здесь вы столкнетесь с тем, что после укладки кровельного материала останется большое количество отходов.

Шестискатная крыша с кровлей из мягкой черепицы для беседки

Стропильная система крыши беседки на фото — многоскатная

Кровельные материалы: виды и выбор

В принципе, для садовых домиков можно брать любой кровельный материал, устраивающий вас по цене и внешнему виду. Но все же, совсем бездумно брать первое, что попадется, тоже не стоит.

Виды кровельных материалов

Рассмотрим несколько видов кровельных материалов, наиболее часто использующихся для покрытия садовых домиков.

• Еврошифер — экологичен, прост в монтаже, имеет низкий вес, биоустойчив, а также и неприхотлив к виду крепежей. Минусы – горюч, цветовая палитра материала довольно узкая, краска на солнце постепенно выгорает.
• Поликарбонат – легко монтируется, мало весит, может быть изогнут так, как вам понадобится. Минусы – прозрачен, полного затенения не получится. Кроме того, материал требует применения специальнх крепежей.
• Керамопласт – имеет малый вес, прост в монтаже, долговечен, не шумит во время дождя, биоустойчив. Минусы – требует специальных креплений для монтажа, пожароопасен, при минусовых температурах становится хрупким.
• Керамическая черепица – это экологически чистый материал, устойчивый к любым воздействиям немеханического характера. Черепица пожаробезопасна и не шумит в дождь. Минусы – большой вес, высокая стоимость, наличие некоторых сложностей в монтаже.

Деревянная беседка с кровлей из еврошифера

Чем покрыть крышу беседки

Обязательно учитываем несущую способность постройки. Для каменной, кирпичной или бревенчатой беседки по весу ограничений практически нет, их можно покрывать даже керамической и цементно-песчаной черепицей. Легкие же деревянные конструкции лучше покрывать чем-то вроде еврошифера, металлочерепицы, керамопласта, поликарбоната и т. д.

Определяемся, будут ли внутри беседки устанавливаться разного рода очаги, грили или мангалы. Если что-то из этого планируется, то кровельный материал выбираем максимально пожаробезопасный и устойчивый к нагреванию.

Учитываем кровельный материал на крыше дома или дачи. Лучше, если жилые и надворные постройки будут оформлены в одном стиле. Подбираем материалы, максимально похожие на те, которые уложены на доме.

Данные о весе кровельных материалов и уклоне крыши для беседок

Проектирование и строительство крыши для беседки

Важно: Хоть размеры беседки и кажутся незначительными, строительство крыши для нее требует такого же серьезного подхода, как если бы работы велись на жилом доме.

Для строительства крыши нужно будет рассчитать все виды нагрузок: ветровую, снеговую, а также собственную – вес стропильной системы и кровельных материалов. Приведенный ниже способ расчетов и строительства подойдет для двух- и четырехскатной крыши.

Делаем проект: расчет нагрузки

Снеговая нагрузка на крышу рассчитывается с помощью такой формулы: S=µхSg. Здесь: Sg – снеговые нагрузки по принятым нормативам; S – нагрузки снегом для вашей беседки; µ — это коэффициент, зависящий от угла наклона кровли (α).

Угол наклона ищем так: высоту конька от перекрытия (Н) делим на половину ширины крыши (L). Далее, чтобы не пускаться в сложные вычисления можно свериться с таблицей, содержащей усредненные данные. Выбираем угол (α), наиболее подходящий к получившемуся значению H:L. Далее остается вычислить значение µ, применяя формулу µ=0,033х(60-α).

Определение угла наклона на основании размеров крыши беседки

Считаем ветровую нагрузку по формуле Wm=WoхKхC. Здесь: Wo – ветровое давление по принятым нормативам; К – коэффициент давления ветра; С – коэффициент аэродинамики. Значения К и Wo вы можете посмотреть на таблице ниже, а за С берется среднее значение +0,8. Подставляем числа, считаем.

Определение ветрового давления на крышу беседки

Далее остается только сложить получившиеся после вычислений значения, прибавив вес кровельного материала, стропил и обрешетки. Последние два пункта будут обладать такими средними значениями:

• Стропила – 15 кг/м 2 .
• Обрешетка – 10 кг/м 2 .

Расчет стропильной системы

Нам нужно рассчитать сечение каждой стропильной ноги и нагрузки, которые она будет испытывать.

Нагрузка – Qr=AхQ. Здесь: А – расстояние между стропильными ногами; Q – общая нагрузка на крышу беседки; Qr – давление на каждый метр стропила, в килограммах. Сечение – при уклоне (α) меньшем, чем 30°, формула такая: H ≥ 8,6•Lmax•sqrt(Qr/(B•Rизг)). Здесь: Н и В – толщина и высота стропила; Lmax – самый длинный участок стропила, рабочий; Qr – распределенное давление; Sqrt – корень квадратный; Rизг – сопротивление пиломатериалов на прогиб.

В случае если величина уклона (α) больше, чем 30°, то в формулу вместо 8,6 подставляем значение 8,6.

Размеры хвойных пиломатериалов для строительства стропильной системы крыши беседки

Строительство крыши для беседки

Вначале собираются стропильные фермы. Делается это на земле, крепление осуществляется на болт с шайбой + врубка в половину толщину стропильной ноги. Дополнительно фермы можно укрепить при помощи ригелей. К мауэрлату стропила крепятся при помощи врубки и строительных скоб.

Правильное крепление стропильных ферм для крыши беседки

Стропильные фермы выставляются на мауэрлаты вначале без полного закрепления. Начинаем с фронтальных модулей, а затем устанавливаем все остальные. В процессе проверяем вертикальность стропил при помощи отвеса. Только после того, как будут выставлены все фермы, приступаем к креплению их на мауэрлаты.

Стропильная система для двускатной крыши беседки

После того, как будет установлена и закреплена стропильная система, можно приступать к монтажу кровельного материала. Под мягкие виды кровли монтаж решетки обязателен, под твердые – можно обойтись без этого. От вида материала зависит и способ его крепления, какие-то из них монтируются на обыкновенные саморезы, какие-то требуют специальных крепежей.

Покрытие крыши беседки кровельным материалом

Источник статьи: http://stroiidea.ru/proekt-i-stroitelstvo-kryshi-dlya-besedki-svoimi-rukami.html

Правильный расчет стропильной системы крыши

Если вас интересуют только вычисления, а не теория – вы можете быстро выполнить расчет стропильной системы на онлайн-калькуляторе без специальных навыков.

Вы можете себе представить человека без костей? Точно так же скатная крыша без стропильной системы больше похожа на строение из сказки про трех поросят, которую запросто сметет природной стихией. Крепкая и надежная система стропил – залог долговечности конструкции крыши. Чтобы качественно сконструировать систему стропил, необходимо выявить и рассчитать параметры, влияющие на прочность предполагаемой конструкции.

Например, необходимо принять во внимание изгибы крыши, уклон скатов, аэродинамические коэффициенты, коэффициенты на неравномерное распределение снега по поверхности, силы воздействия на конструктивные элементы крыши и так далее. Рассчитать все это максимально приближенно к реальной ситуации, а также учесть все нагрузки и искусно собрать их сочетания – задача не из легких.

Если хотите разобраться досконально – список полезной литературы приведен в конце статьи. Конечно, курс сопромата для полного понимания принципов и безукоризненного расчета стропильной системы в одну статью не уместить, поэтому приведем основные моменты для упрощенной версии расчета.

Классификация нагрузок

Нагрузки на стропильную систему классифицируются на:

1. Основные:
   • постоянные нагрузки – вес самих стропильных конструкций и крыши,
   • длительные нагрузки – снеговые и температурные нагрузки с пониженным расчетным значением (используются при необходимости учета влияния длительности нагрузок, при проверке на выносливость),
   • переменное кратковременное влияние — снеговое и температурное воздействие по полному расчетному значению.
2. Дополнительные – ветровое давление, вес строителей, гололедные нагрузки.
3. Форс-мажорные – взрывы, сейсмоактивность, пожар, аварии.

Для осуществления расчета стропильной системы принято рассчитывать предельные нагрузки, чтобы затем, исходя из подсчитанных величин, определить параметры элементов стропильной системы, способных выстоять против этих нагрузок.

Расчет стропильной системы скатных крыш производится по двум предельным состояниям:

• Предел, при котором происходит разрушение конструкции. Максимально возможные нагрузки на прочность конструкции стропил должны быть меньше предельно допустимых.
• Предельное состояние, при котором возникают прогибы и деформация. Возникающий прогиб системы при нагрузке должен быть менее предельно возможного.

Для более простого расчета применяется только первый способ.

Расчет снеговых нагрузок на крышу

Формула расчета снеговой нагрузки: Ms = Q × Ks × Kc, где

• Ms – снеговая нагрузка;
• Q – масса снегового покрова, покрывающая 1м 2 плоской горизонтальной поверхности крыши.

Последнее, зависит от территории и определяется по карте, для второго предельного состояния – расчет на прогиб (при расположении дома на стыке двух зон, выбирается снеговая нагрузка с большим значением).

Для прочностного расчета по первому типу величина нагрузки выбирается соответственно району проживания по карте (первая цифра в указанной дроби – числитель), либо берется из таблицы №1:

Первое значение в таблице измеряется в кПа, в скобках нужная переведенная величина в кг/м2.

Ks – поправочный коэффициент на угол наклона кровли.

• Для крыш с крутыми склонами с углом более 60 градусов снеговые нагрузки не учитываются, Ks=0 (снег не скапливается на круто скатных крышах).
• Для крыш с углом от 25 до 60, коэффициент берется 0,7.
• Для остальных он равен 1.

Kc – коэффициент ветрового сноса снега с крыш. При условии пологой крыши с углом ската 7-12 градусов в районах на карте со скоростью ветра 4 м/с, Kc принимается = 0.85. На карте отображено районирование по скорости ветра.

Коэффициент сноса Kc не учитывается в районах с январской температурой теплее -5 градусов, так как на крыше образуется ледяная корка, и сдува снега не происходит. Не учитывается коэффициент и в случае закрытия здания от ветра более высокой соседней постройкой.

Снег ложится неравномерно. Зачастую с подветренной стороны формируется так называемый снеговой мешок, особенно в местах стыков, изломов (ендова). Следовательно, если вы хотите прочную крышу, делайте шаг стропил минимальным в этом месте, также внимательно относитесь к рекомендациям производителей кровельного материала – снег может обломить свес, если он неправильных размеров.

Напоминаем, что расчет, приведенный выше, предложен вашему вниманию в упрощенной форме. Для более надежного расчета советуем умножить результат на коэффициент надежности по нагрузке (для снеговой нагрузки = 1,4).

Расчет ветровых нагрузок на стропильную систему

С давлением снега разобрались, теперь перейдем к расчетам ветрового влияния.

В независимости от угла ската, ветер сильно воздействует на крышу: крутоскатную кровлю старается сбросить, более плоскую кровлю – поднять с подветренной стороны.

Для расчета нагрузки ветра во внимание принимают его горизонтальное направление, при этом он дует двунаправленно: на фасад и на крышной скат. В первом случае поток разбивается на несколько – часть уходит вниз к фундаменту, часть потока по касательной снизу вертикально давит на свес крыши, пытаясь ее поднять.

Во втором случае, воздействуя на скаты крыши, ветер давит перпендикулярно скату, вдавливая его; также образуется завихрение по касательной с наветренной стороны, огибая конек и превращаясь в подъемную силу уже с подветренной стороны, в связи с разницей в давлении ветра с обеих сторон.

Для подсчета усредненной ветровой нагрузки используют формулу: Mv = Wo x Kv x Kc x коэффициент прочности,

где Wo – нагрузка ветровая давления, определяемая по карте

Kv — коэффициент поправки ветрового давления, зависящий от высоты здания и местности.

Kc – аэродинамический коэффициент, зависит от геометрии конструкции крыши и направления ветра. Значения отрицательные для подветренной стороны, положительные для наветренной

Таблица аэродинамических коэффициентов в зависимости от уклона кровли и отношения высоты здания к длине (для двускатной крыши)

Для односкатной крыши необходимо взять коэффициент из таблицы для Ce1.

Для упрощения расчета значение C проще взять максимальным, равным 0,8.

Для более надежных результатов советуем умножить на коэффициент запаса прочности по ветровой нагрузке = 1,2.

Расчет собственного веса кровли

Для расчета постоянной нагрузки нужно рассчитать вес кровли на 1 м 2 , полученный вес нужно умножить на поправочный коэффициент 1,1 – такую нагрузку стропильная система должна выдерживать в течение всего срока эксплуатации.

Вес кровли складывается из:

• объем леса (м 3 ), используемого в качестве обрешетки, умножается на плотность дерева (500 кг/м 3 )
• веса стропильной системы
• вес 1м 2 кровельного материала
• вес 1м 2 веса утеплителя
• вес 1м 2 отделочного материала
• вес 1м 2 гидроизоляции.

Все эти параметры легко получить уточнив эти данные у продавца, либо посмотреть на этикетке основные характеристики: м 3 , м 2 , плотность, толщина, — произвести простые арифметические операции.

Пример: для утеплителя плотностью в 35 кг/м 3 , упакованного рулоном толщиной 10 см или 0,1 м, длиной 10м и шириной 1.2 м, вес 1 м 2 будет равен (0.1 х 1.2 х 10) х 35 / (0.1 х 1.2) = 3.5 кг/м 2 . Вес остальных материалов можно рассчитать по тому же принципу, только не забывайте сантиметры в метры переводить.

Чаще всего нагрузка кровли на 1 м 2 не превышает 50 кг, поэтому при расчетах закладывают именно эту величину помноженную на 1.1, т.е. используют 55 кг/м 2 , которая сама по себе взята запасом.

Источник статьи: http://kalk.pro/articles/roofs/raschet-stropilnoj-sistemy/