Онлайн калькулятор расчета кровли: тонкости расчета и проверка результатов

Факторы, влияющие на стропильную систему

Иллюстрации	Параметры вычислений
	Тяжесть снега. Несмотря на уклон скатов, на поверхности кровли, как показано на фото, скапливается большое количество снега. Масса снежного покрова оказывает воздействие на пирог крыши, на стропила и на несущие стены.
	Давление ветра. В зависимости от угла наклона, на кровлю оказывает влияние ветер.

Вес кровельного материала. Пирог — это многослойная конструкция, которая, в зависимости от количества конструктивных элементов, имеет ту или иную массу.

Значит, при вычислениях своими руками нужно найти оптимальное соотношение параметров пирога и материала, из которого возведены несущие стены.

Вес стропил. Чем прочнее стропила, тем они тяжелее и их цена выше, и наоборот, снижение прочности стропил приведет к тому, что система будет легче.

Наша задача, при расчётах выбрать те параметры стропил, которые будут соответствовать механической нагрузке от кровельного материала.

Вычисление максимальной тяжести снега

Величину максимальной тяжести снега можно рассчитать по формуле S=µ·Sg, где:

• S — величина снеговой нагрузки (в кг/м 2);
• µ — коэффициент уклона крыши (зависит от угла наклона стропил α);
• Sg — нормативный вес снега (в кг/м 2).

Для того чтобы делать подсчеты по предложенной формуле, определимся с зависимостью условной величины µ от угла наклона α.

На схеме можно видеть соотношение угла наклона ската и геометрических параметров стропильной фермы, которая образуется диагональными и горизонтальными балками.

В таблице 1 предложены уже просчитанные результаты деления таких величин, как высота кровли до конька и половина затяжки — балки формирующей потолочное перекрытие.

Угол наклона (α), равный 30° или меньше, соответствует коэффициенту (µ) 1. Если угол равен или больше 60°, то µ равен 0. Если 60°>α>30°, то значение µ можно посчитать по формуле: µ = 0,033·(60-α).

Параметры нормативной снеговой нагрузки в кг/м²:

После того, как известен коэффициент уклона стропил и параметры нормативной тяжести снега, возвращаемся к формуле S=µ·Sg, вставляем имеющиеся параметры и выполняем расчет стропил с учетом воздействия слоя атмосферных осадков.

Вычисление максимально допустимого давления ветра

Важность подсчетов воздействия ветра обусловлена следующими моментами:

• Если угол наклона α больше 30°, увеличивается парусность конструкции. Из-за этого на один из скатов или на фронтон приходится дополнительное давление что негативно влияет на состояние конструкции.
• Если угол наклона α меньше 30°, при огибании кровли воздушным потоком образуется аэродинамическая подъемная сила и зона турбулентности под свесами.

Вычисление допустимой нагрузки воздушного потока выполняется по формуле Wo·K·C = Wm, где:

• Wm — максимально допустимое воздействие воздушного потока;
• Wo — условное воздействие воздушного потока (определяется по Таблице 2 и по карте давления ветра);
• K — коэффициент изменения воздействия воздушного потока по высоте (показан в Таблице 3 в соотношении с высотой здания);
• C — коэффициент аэродинамического сопротивления.

Коэффициент аэродинамического сопротивления C в соответствии с конфигурацией крыши и здания может иметь значение 0,8 (ветер давит на один из скатов). Упростим расчёт в сторону увеличения прочности и допустим, что значение коэффициента C равно 0,8.

Теперь, когда известны все коэффициенты, осталось вставить их в формулу Wo·K·C = Wm и посчитать максимально допустимое значение воздействия воздушного потока Wm.

Вычисление массы кровли

Покупая покрытия для крыши, вес можно узнать у продавца или на упаковке. Но для того, чтобы заранее рассчитать, какой материал подойдет, можете воспользоваться таблицей. Для расчёта нужно посчитать площадь скатов крыши и помножить на предложенные величины.

Кроме массы покрытия, на несущие стены приходится тяжесть самих стропил, досок обрешетки, контробрешетки и т.п. Со средними значениями тяжести элементов стропильной системы можно ознакомиться в предложенной таблице.

Значения веса даны из расчёта килограмм на квадратный метр из расчета, что расстояние между досками обрешетки составляет стандартные 50-60 см. Чтобы посчитать массу конструкции, узнаем площадь скатов и умножаем на предложенные значения.

Основные элементы кровельной конструкции

Крыша загородного коттеджа — это не только декоративная деталь и визитная карточка строения, но и сложная инженерная система. В ее состав входят разнообразные строительные детали, основными из которых являются следующие:

• Мауэрлат. Брус, который укладывается поверх несущих стен. Он является опорой для стропильной системы и передает нагрузку от крыши к постройке.
• Стропила. Брусья или доски, расположенные под углом, основа системы. Онлайн калькулятор позволяет просчитать некоторые параметры стропильной системы.
• Вспомогательные элементы. Стойки, балки, прогоны и затяжки служат для фиксации стропил и укрепления конструкции.
• Конек. Верхнее ребро крыши, место пересечения скатов.
• Обрешетка. Решётчатая конструкция, на которую крепится кровельный материал. Для некоторых видов кровли нужен сплошной настил. Параметры обрешетки на онлайн калькуляторе просчитываются достаточно хорошо, особенно для кровли несложной конструкции.

Основные конструктивные элементы стропильной системыИсточник kafmt.ru

Нагрузки, воздействующие на крышу

Вероятно, что когда дело доходит до выбора типа крыши и кровли, следует руководствоваться не только визуальными требованиями

В первую очередь необходимо уделить внимание изучению вопроса нагрузки на вальму

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!

На кровлю влияют не только осадки и их объемы — температурная нестабильность и всевозможные причины физико-механического происхождения также оказывают серьезное давление на поверхность.

Причин и источников воздействия много, но ведущими является снег и ветер. Что уж говорить, если строительные нормы требуют в обязательном порядке высчитывания снеговой нагрузки на будущий навес. Расчет имеет ярко выраженную индивидуальность в виду различий объемов снегового покрова, который выпадает в том или ином регионе.

Ветровая нагрузка не такая уж безобидная, как может показаться на первый взгляд. В некоторых случаях приходится говорить и о нагрузке из-за веса одного из элементов вальмы. Чаще всего в роли утяжелителя выступает обрешетка или кровля.

Ветровая нагрузка

Актуальным вопрос нагрузки предстает перед теми, кто собирается использовать чердачное помещение круглогодично. В таком случае необходимо масштабное утепление (скаты, боковые стены и др.), что приводит к существенному увеличению силы давления на поверхность стен. Когда же чердак не планируют переводить в жилое помещение, тогда утеплять нужно одно лишь перекрытие.

Несущая конструкция стрехи также может оказывать ощутимую нагрузку собственным весом

В сложившейся ситуации показатели нагрузки определяют принимая во внимание усредненную плотность материалов и проектные значения параметров конструктивного и геометрического характера

Снеговая нагрузка

Все вышеперечисленные факторы воздействия не так просты в анализе, но к счастью, уже давно разработаны все необходимые СНиПы, к нормам которых можно обратиться в любой момент.

Программы для проектирования и расчета стропильных систем

Расчет системы стропильной в специальной компьютерной программе

Как видно из вышесказанного, произвести расчет строительных систем крыш довольно сложно. Нужно обладать достаточным запасом теоретических знаний, обладать навыками рисования и черчения. Естественно, что далеко не каждый человек обладает такими профессиональными навыками.

К счастью, сегодня задача проектирования значительно облегчена, поскольку имеются очень удобные компьютерные программы позволяющие разрабатывать проекты различных строительных элементов.

Конечно, некоторые программы рассчитаны на профессионалов (например, Автокад, 3D Max и пр.). Неопытному человеку достаточно сложно разобраться с этим софтом.

Но существуют и более простые варианты. Например, в программе Аркон очень просто можно создавать разнообразные эскизные проекты, чтобы наглядно посмотреть, как будет выглядеть та или иная крыша.

Есть там и удобный калькулятор для расчета стропил, который позволяет эффективно и быстро произвести расчеты. Программа Аркон прекрасно подходит для профессионалов, но может быть использована и частными пользователями.

В сети можно найти и калькулятор расчета стропил, работающий в режиме онлайн. Однако произведенные на нем расчеты – это исключительно рекомендательные величины и не могут заменить разработки полноценного проекта.

Положительные свойства вальмовой кровли

Преимущества возведения четырехскатной кровли можно оценивать только в сравнении с двускатной стропильной системой. В ее конструкции отсутствуют щипцы и фронтоны (вертикальные торцевые поверхности). Это помогает в разы уменьшать показатель такой категории, как сопротивление воздуха. Эта техническая особенность особенно актуальна в тех регионах, где часто присутствуют ветра с резкими порывами или ураганы. Если при оформлении кровли используются карнизные свесы, они при такой конструкции, как показала практика, держатся намного дольше и не разрушаются.

Около опорной балки конька у вальмовой крыши образуются угловые ребра. Они имеют высокую жесткость. Поэтому деформироваться скаты могут только при очень высокой механической или физической нагрузке. Нужно приложить колоссальные усилия для того, чтобы повредить вальмовую крышу.

Классическая вальмовая крышаИсточник rsm-dom.ru

Замечено, что в регионах с большим количеством осадков одноэтажный дом с вальмовой крышей – лучший из возможных вариантов возведения малоэтажных зданий. Площадь кровли у четырехскатной крыши больше, чем у двускатной кровли. Особенность конструкции каркаса такова, что она позволяет отвесы карниза спускать за пределы несущих стен. Таким способом часто при строительстве формируется козырек, который надежно защищает фасадную отделку от воздействия атмосферных осадков.

Четырехскатный каркас можно покрывать любым кровельным материалом, но строители предпочитают использовать для обозначенных целей мягкие по текстуре продукты.

Есть и минусы у описываемого выбора. У конструкции вальмовой крыши больше элементов, чем у простой двускатной. На ее создание уходит больше материалов, требуется большее количество времени. Собрать ее способен только опытный мастер. Его услуги стоят недешево. Все это увеличивает в разы конечную смету проекта. Это обстоятельство нужно обязательно учитывать.

Пространство под вальмовой крышейИсточник red-fasad.ru

Геометрия пространства под четырехскатной кровлей очень сложная. Это формирует определенные трудности при организации жилой мансарды. Если оно все же используется, и на крыше появляются мансардные, их во время дождя придется постоянно держать закрытыми. Иначе в комнате появятся большие лужи.

Площадь мансарды, организуемой в чердачном помещении вальмовой крыши, будет в два раза меньше той, что образуется под обычной двускатной кровлей.

Если в вальмовой крыше нужно будет сделать слуховое окно, то для его создания специалисты советуют выбирать конструкцию под названием «Летучая мышь».

Слуховое окно «Летучая мышь»Источник memphite.com

Аркон

В Арконе при проектировании крыши дома на начальном этапе пользователь может выбрать нужную разновидность крыши. После этого он может внести нужные изменения и уточнения в выбранную конструкцию. При этом прорисовывать стропильную систему от начала до конца не нужно, она уже заложена в программное обеспечение. У вас есть возможность выбрать одну из следующих форм крыш:

• односкатная или двускатная;
• свободная форма;
• вальмовая или полувальмовая конструкция;
• мансардная с фронтоном в торцах;
• мансардно-вальмовая разновидность;
• сферическая;
• плоская крыша;
• двускатная с рейкой для крепления.

Если зайти в редактор, то можно изменять типовую конструкцию. Для этого нужно установить свои числовые значения в окошко со значением угла наклона скатов, высотой фронтонов, расположением водосточных желобов. Нажав на кнопку просмотра, вы сразу увидите результат.

Зайдя в раздел «Инфо», вы получите всю подробную информацию о разработанной вами конструкции, а именно:

• длины стропил;
• площадь кровли;
• протяжённость водосточных желобов;
• коньки;
• ветровые фронтоны;
• рёбра крыши;
• объёмы пиломатериалов;
• данные выводятся в нескольких вариантах (без учёта слуховых окон, отдельно по этим окнам и общие показатели);
• в случае необходимости можно получить ориентировочный перечень пиломатериалов, нажав на кнопку «Список».

При этом стоит учитывать, что все длины округляются до 5 см. Однотипные пиломатериалы после округления будут объединены в один раздел. Но в каталоге они будут разбиты по разновидностям, габаритам, сечению.

Чтобы определить высоту мансардного этажа с опорой, нужно воспользоваться кнопкой «Ассистент». Если на открывшейся вкладке перейти в раздел «Общее», то там можно узнать высоту чердачного этажа и другие величины. Кроме этого, софт позволяет выбирать разновидность кровельного покрытия. Вы можете подобрать расцветку, фактуру и материал.

Устройство крыши

Чтобы процесс расчетов, которые предстоит сделать, был максимально простым, следует первостепенно ознакомиться с устройством крыши вальмового типа. Это позволит понять, какие именно элементы нуждаются в расчетах.

Конструкция состоит из:

• Конек. Он редставлен брусом, который располагается на самой верхней точки конструкции в горизонтальной плоскости. Служит опорой для большей части стропил.
• Центральные стропила. Элементы стропильной конструкции, которые располагаются во всю длину и высоту скатов и конька.
• Вальмовые стропила. Создают вальмы, прикрепляясь с одной стороны к коньку, а со второй к угловым стропилам.
• Угловые стропила. Как и конек, этот элемент относят к основной несущей части крыши. Расположение брусьев наклонное, которое заканчивается на краю дома или на небольшом расстоянии от него. Начальная точка прикрепления – это коньковый брус.

Чертеж стропильной системы

Общие сведения по результатам расчетов

• Угол наклона боковых стропил
  — Угол наклона крыши с боковой стороны строения. Для изменения угла наклона, измените высоту подъема либо ширину заложения. Система автоматически подскажет, подходит ли данный наклон для выбранного кровельного материала, соответствуя рекомендованным параметрам производителями данного материала.
• Угол наклона вальмовых стропил
  — Угол наклона крыши со стороны вальмового ската.
• Площадь поверхности крыши
  — Общая площадь кровли с учетом свесов.
• Примерный вес кровельного материала
  — Нагрузка на стропильную систему крыши от кровельного материала.
• Количество рубероида
  — Количество подкровельного материала в рулонах шириной 1 метр и длиной по 15 метров, с учетом нахлеста.
• Длина боковых стропил
  — Длина стропильной ноги с боковой стороны строения и с учетом свеса.
• Длина вальмовых стропил
  — Длина стропильной ноги со стороны вальмового ската от карниза до конька с учетом свеса.
• Длина диагональных (накосных) стропил
  — Длина так называемых ребер в количестве 4 штук.
• Рекомендуемое сечение стропил
  — Рекомендуемое сечение рассчитывается автоматически, с учетом районных снеговых нагрузок, веса кровельного материала, шага стропил и других параметров. Для изменения данного параметра, измените шаг стропил, который по умолчанию равен 1 метру.
• Количество боковых и вальмовых стропил
  — Количество всех стропил, необходимых для устройства стропильной системы. Без учета диагональных стропил в количестве 4 штук.
• Объем бруса для стропил
  — Объем материала для стропильной системы в кубометрах.
• Примерный вес стропил
  — Общая нагрузка от стропильной системы.
• Количество рядов обрешетки
  — Перед расчетом обрешетки, обязательно уточните рекомендованные параметры обрешетки у производителей выбранного кровельного материала.

Как рассчитать ветровые нагрузки?

Карта ветровых нагрузок центральной России

Чтобы произвести расчет нагрузки на стропила применяется формула:

W = Wo x k

• Wo – это нормативный показатель, который определяется по таблицам, в зависимости от района страны.
• k – это поправочный коэффициент, который позволит определить изменение ветровой нагрузки в зависимости от типа местности и высоты здания.

Высота дома, измеряемая в метрах	А	Б
20	1,25	0,85
10	1	0,65
5	0,75	0,85

А – это открытые местности: степи, побережье моря или озера;

Б – местности, равномерно покрытые препятствия, например, городская застройка или лесной массив.

Пример расчета. Рассчитать ветровую нагрузку для дома высотой5 метров, расположенного в лесистой местности в Подмосковье.

Московский регион расположен в I ветровом районе, нормативное значение ветровой нагрузки в этом районе 23 кгс/кв. м.

Поправочный коэффициент в нашем примере составит 0,5

23 x 0,5 = 11,5 кгс/ кв. м.

Это значение ветровой нагрузки.

Параметры расчета

Для расчета материалов двускатной или щипцовой крыши используют такие параметры:

• тип кровельного материала;
• параметры основания и подъемов;
• шаг и сорт стропил;
• параметры обрешетки.

Обязательно рассчитывается снеговая и ветровая нагрузка в зависимости от региона расположения и климата в нем. Нагрузка также зависит от наклона и высоты соединения плоскостей крыши.

Укажите кровельный материал:

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

Введите параметры крыши:

Ширина основания A (см)

Длина основания D (см)

Высота подъема B (см)

Длина боковых свесов С (см)

Длина переднего и заднего свеса E (см)

Стропила:

Шаг стропил (см)

Сорт древесины для стропил (см)

123

Рабочий участок бокового стропила (не обязательно) (см)

Расчёт обрешётки:

Ширина доски обрешётки (см)

Толщина доски обрешётки (см)

Расстояние между досками обрешётки F (см)

Расчёт снеговой нагрузки:

Выберите ваш регион

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

Расчёт ветровой нагрузки:

Регион

IaIIIIIIIVVVIVII

Высота до конька здания

5 мот 5 м до 10 мот 10 м

Тип местности

Открытая местностьЗакрытая местностьГородские районы

Рассчитать

Результаты расчетов

Крыша:

Угол наклона крыши: градусов.
Угол наклона подходит для данного материала.
Угол наклона для данного материала желательно увеличить!
Угол наклона для данного материала желательно уменьшить!

Площадь поверхности крыши: м2.
Примерный вес кровельного материала: кг.
Количество рулонов изоляционного материала с нахлестом 10% (1×15 м): рулонов.

Стропила:

Нагрузка на стропильную систему: кг/м2.
Длина стропил: см.
Количество стропил: шт.

Обрешетка:

Количество рядов обрешетки (для всей крыши): рядов.
Равномерное расстояние между досками обрешетки: см.
Количество досок обрешетки стандартной длиной 6 метров: шт.
Объем досок обрешетки: м3.
Примерный вес досок обрешетки: кг.

Результаты расчетов

Крыша:

Угол наклона боковых стропил: градусов.

Угол наклона подходит для данного материала.

Угол наклона для данного материала желательно увеличить!

Угол наклона для данного материала желательно уменьшить!

Угол наклона коньковых стропил: градусов.

Угол наклона подходит для данного материала.

Угол наклона для данного материала желательно увеличить!

Угол наклона для данного материала желательно уменьшить!

Площадь поверхности крыши: м2.

Площадь мансардного этажа: м2.

Примерный вес кровельного материала: кг.

Количество рулонов изоляционного материала с нахлестом 10% (1×15 м): рулонов.

Стропила:

Нагрузка на боковую стропильную систему: кг/м2.

Нагрузка на коньковую стропильную систему: кг/м2.

Длина боковых стропил: см.

Длина коньковых стропил: см.

Количество боковых стропил: шт.

Уменьшите шаг стропил!

Количество коньковых стропил: шт.

Уменьшите шаг стропил!

Обрешетка:

Количество боковых рядов обрешетки (для всей крыши): рядов.

Количество коньковых рядов обрешетки (для всей крыши): рядов.

Общее количество рядов обрешетки: рядов.

Равномерное расстояние между боковыми досками обрешетки: см.

Равномерное расстояние между коньковыми досками обрешетки: см.

Количество досок обрешетки стандартной длиной 6 метров: шт.

Объем досок обрешетки: м3.

Примерный вес досок обрешетки: кг.

Определение нагрузки на стропила

Вес кровельного пирога

Чтобы узнать нагрузку на стропила нашего дома, следует вначале вычислить вес кровельного пирога.

Такой расчет сделать несложно, если знать общую площадь кровли и материалы, которые используются при создании этого самого пирога.

Суммируется масса каждого слоя и умножается на поправочный коэффициент.

Равняется этот коэффициент 1.1.

Вот типичный пример расчета веса кровельного пирога.

Допустим, вы приняли решение в качестве кровельного материала использовать ондулин.

И это верно!

Ведь ондулин является надежным и недорогим материалом. Именно по этим причинам он так популярен среди застройщиков.

Итак:

1. Ондулин: его вес составляет 3 кг на 1 квадратный метр.
2. Гидроизоляция. Используется полимерно-битумный материал. Один квадратный метр ее весит 5 кг.
3. Слой утеплителя. Используется минеральная вата. Вес одного квадрата составляет 10 кг.
4. Обрешетка, доски толщиной 2.5 см. Вес 15 кг.

Суммируем полученные данные: 3+5+10+15= 33 кг.

Теперь полученный результат необходимо умножить на 1.1.

Наш поправочный коэффициент.

Итоговая цифра получается 34.1 кг.

Это вес одного квадратного метра кровельного пирога.

Общая площадь кровли, например, 100 кв. метров.

Значит, весить она будет 341 кг.

Это очень мало.

Вот в этом и есть одно из преимуществ ондулина.

Рассчитываем снеговую нагрузку

Момент очень важный.

Потому, что во многих районах нашей зимой выпадает довольно приличное количество снега.

А это очень большой вес, который обязательно учитывают!

Хотя такая нагрузка является переменной.

Для расчета снеговой нагрузки используется карта снеговых нагрузок.

Определяете свой регион и выполняете расчет снеговой нагрузки по формуле

S = Sg х µ.

В этой формуле:

— S является искомой снеговой нагрузкой;

Учитывается вес снега на 1 кв. метр.

Этот показатель свой в каждом регионе.

Все зависит от месторасположения дома.

Для определения массы и используется карта.

— µ — это коэффициент поправки.

Зависит показатель этого коэффициента от угла наклона кровли.

Если угол наклона скатов составляет меньше 25 градусов, то коэффициент равняется 1.

При угле наклона 25 — 60 градусов коэффициент равняется 0.7.

Если угол наклона больше, чем 60 градусов, то коэффициент не учитывается.

Например, дом построен в Московской области.

Скаты имеют угол наклона 30 градусов.

Карта нам показывает, что дом располагается в 3 районе.

Масса снега на 1 кв. метр составляет 180 кг.

Выполняем расчет, не забывая про коэффициент поправки:

180 х 0,7= 126 килограмм на 1 кв. метр кровли.

Определение ветровых нагрузок

Для расчета нагрузок от ветра также используют специальную карту с разбивкой по зонам.

Используют такую формулу:

W=Wo х k.

Где

Wo – это нормативный показатель, определяемый по таблице.

В каждом регионе существуют свои таблицы ветров.

А показатель k – это поправочный коэффициент, который зависит от высоты дома и типа местности.