Расчет стропил крыши — онлайн калькулятор

Калькулятор стропил — это незаменимый инструмент для проектировщиков и строителей. С его помощью вы можете быстро просчитать и проанализировать основные параметры различных типов стропильных систем. В данном калькуляторе приведены: расчет стропил односкатной крыши; расчет стропил двускатной крыши на двух опорах; расчет стропил с подкосами; расчет стропил с затяжкой на опорах; расчет стропил с жестким защемлением; расчет стропил на трех опорах; расчет стропил с приподнятой затяжкой; расчет стропил мансардной крыши.

Калькулятор стропил крыши

Для расчета стропил в калькуляторе необходимо выбрать тип стропильной системы, задать исходные данные и нажать кнопку расчет. Более подробно методика расчета с описанием каждого параметра рассмотрена отдельным пунктом.

Исходные данные для расчета стропил в калькуляторе

Рассмотрим подробно каждый пункт калькулятора стропил. В первую очередь необходимо выбрать тип стропильной системы. В калькуляторе приведены следующие основные конструкции:

• Односкатная крыша, в которой стропила опираются на две опоры.
• Двухскатная крыша, в которой стропила опираются на две точки.
• Двухскатная крыша, в которой используются подкосы.
• Двухскатная крыша с затяжкой на опорах.
• Двухскатная крыша с шарнирным опиранием стропил по концам и жестким защемлением в области конька.
• Двухскатная крыша, в которой стропила опираются на три опоры.
• Двухскатная крыша, в которой стропила соединены приподнятой затяжкой.
• Стропильная система мансардной крыши, которая опирается на четыре опоры и имеет затяжку в области верхних опор.

Далее, с учетом выбранной конструкции крыши, вводятся исходные данные стропил:

• Длины проекции (L и L0), шаг стропил (K), высоты крыши (Н, Н1 и Н2) согласно схемы стропильной системы.
• Материал стропил — порода дерева, из которой изготовлены стропила.
• Сорт древесины — 1, 2 или 3.
• Пропитка стропил — выбираем «Да», если древесина будут подвержена глубокой пропитке антипиренами под давлением.
• Срок службы стропил — срок, на протяжении которого стропильная система должна исправно работать.
• Ширина (B) и высота (D) — размеры сечения стропил.

Коэффициент m_д —  для конструкций, в которых напряжения в элементах, возникающие от постоянных и временных длительных нагрузок, превышают 80 % суммарного напряжения от всех нагрузок, выбираем пункт «Да» (m_д = 0,8).

Отдельно стоит выделить нагрузки (нормативную (q_н) и расчетную (q_p)). Если рассчитывается лишь одна стропильная нога, то нормативные (q_н)  и расчетные (q_р) нагрузки берутся максимальные. А если расчет стропил крыши производится так, как в случае с затяжками, соединяющими две стропильные ноги, то нужно указывать и нагрузки слева (q_н1, q_r1) и нагрузки справа (q_н2, q_r2). Рассмотрим пример сбора нагрузок на двухскатную деревянную кровлю.

Исходные данные для расчета:

• Район строительства — г. Екатеринбург. Тип местности — поле.
• Конструкция крыши — двухскатная стропильная с обрешеткой под металлочерепицу.
• Угол наклона кровли — 45° или 100% (5 м — высота крыши, 5 м — длина проекции одного ската).
• Размеры дома — 8×6 м. Ширина крыши — 11 м. Высота дома — 10 м.
• Шаг стропил — 600 мм. Шаг обрешетки — 200 мм.
• Состав кровли: обшивка из досок (сосна) — 12×100 мм; пароизоляция; стропила (сосна) — 50×150 мм; утеплитель (минплита) — 150 мм; гидроизоляция; обрешетка (сосна) — 25×100 мм; металлочерепица — 0,5 мм.

Определим нагрузки, действующие на 1 м² грузовой площади (кг/м²) кровли (СНиП 2.01.07-85 (СП 20.13330.2011)):

• Вес стропил: М_ст = 1×0,05×0,15×520 = 3,9 кг — вес стропил, приходящийся на 1 м² площади кровли, так как в связи с шагом 600 мм попадает только одна стропилина.
• Вес обрешетки: М_ст = 1×0,025×0,1×520×1/0,2 = 6,5 кг — вес обрешетки, приходящийся на 1 м² площади кровли, так как шаг обрешетки составляет 200 мм (попадает 5 досок).
• Определение нормативной нагрузки от снега: S₀ = 0,7с_tс_вμS_g = 0,7×1×1×0,625×180 = 78,75 кг/м², где: с_t = 1, так как через кровлю выделения тепла не производится (п.10.10 СНиП); с_в = 1 (п.10.9 СНиП); μ = 1,25×0,5 = 0,625, так как кровля двухскатная с углом наклона к горизонту от 30° до 60° (2 вариант) (принимается в соответствии со схемой Г1 приложения Г СНиП); Sg = 180 кг/м², так как Екатеринбург относится к III снеговому району (п.10.2 и таблица 10.1 СНиП).
• Определение нормативной нагрузки от ветра: W = W_m+W_p = 14,95 кг/м², где: W_p = 0, так как здание небольшой высоты; W_m = W₀k(z_в)с = 23×0,65×1 = 14,95 кг/м², где: W₀ = 23 кг/м², так как Екатеринбург относится к I ветровому району (п.11.1.4, таблица 11.1 и приложение Ж СНиП); k(z_в) = 0,65, так как выполняется условие пункта 11.1.5 СНиП h≤d (h = 10 м — высота дома, d = 11 м — ширина крыши) → z_в= h = 10 м и тип местности строительства А (открытая местность) (коэффициент принят по таблице 11.2 СНиП); с = 1.

Таблица сбора нагрузок:

Определим нормативную и расчетную нагрузки на одну стропильную ногу:

• q_норм = 112,4 кг/м²×(0,3 м+0,3 м) = 67,44 кг/м.
• q_расч = 152,4 кг/м² × (0,3 м+0,3 м) = 91,44 кг/м.

Определим нормативную и расчетную нагрузки на одну доску обрешетки:

• q_норм = 112,4 кг/м² × (0,1 м + 0,1 м) = 22,48 кг/м.
• q_расч = 152,4 кг/м² × (0,1 м + 0,1 м) = 30,48 кг/м.

Результат расчета деревянных стропил

Результатом расчета стропил в калькуляторе будут:

• Длины (L1 и L2) — расчетные длины стропил.
• Углы наклона (P, P1 и P2) — углы наклона стропил и подкоса.
• Реакции (V_A, V_B и V_C) — реакции, возникающие на опорах. Опорными называют реакции связей, возникающие в опорах под действием внешних нагрузок и удерживающие рассматриваемый элемент или конструкцию в статическом равновесии.
• Усилия (N_A, N_C, N_D и N_E) — усилия, возникающие в затяжке.
• Гибкость стропильной ноги — параметр необходимый для расчета стропил на сжатие.
• Расчет по прочности: G_{стропил} — напряжение, возникающее в стропилах; R_{требуемое} — требуемое расчетное сопротивление древесины (если возникающее напряжение превышает его, то стропила по прочности не проходят — в этом случае нужно, либо уменьшать шаг стропил, либо увеличивать их сечение); Запас — в случае, если G_{стропил}>R_{требуемого}, то здесь показывается на сколько превышено напряжение в стропилах, в противном случае (G_{стропил}<R_{требуемого}) в данной графе отображается запас прочности. В случае, если стропильная нога имеет три опоры, то расчет по прочности производится в двух вариантах: Вариант 1 — на усилия и момент, возникающие на средней опоре; Вариант 2 — на усилия и момент, возникающие в большем пролете (L1 или L2).
• Расчет по прогибу (при самостоятельном строительстве на него можно не обращать внимания при условии, что стропила по прочности проходят): F_{стропил} — прогиб, который возникает под действием нагрузок; F_max — максимально допустимый прогиб для стропил; Запас — здесь отображается, либо процент запаса (положительная цифра), либо на сколько действительный погиб стропил крыши превышает максимально допустимый (отрицательная цифра).