Расстояние между стропилами

Наряду с допустимой нагрузкой на отдельно взятые элементы – мауэрлат, горизонтальные, диагональные и вертикальные прогоны, одним из наиболее важных параметров является шаг (пролёт) между стропилами. Сочетание оптимальных значений всей конструкции – залог её долговечности и прочности.

Каждый из видов (или каждая из разновидностей) стройматериалов, применяемых в качестве основы и покрытия для кровли, обладает рядом характеристик и примечаний. К наиболее ведущим относят следующие.

1. У профнастила толщина и форма варьируется в широких пределах. Изгиб напоминает трапецию, у которой отрезали нижнюю или верхнюю сторону.
2. Керамочерепица обладает богатым выбором формы и текстуры. Чаще всего выполняется в 12 цветовых вариантах.
3. Металлическая черепица – по сравнению с керамической этот стройматериал дешевле вдвое. Достоинства аналогичные.
4. Мягкая кровля типа ондулина служит шумовым изолятором от дождя. По данному параметру близка к шиферу.
5. Шиферные листы обладают круглой волной, шумовой изоляцией от дождя. Они дёшевы, но при интенсивном воздействии могут разрушиться. Не рекомендуется ходить по ним, нельзя на шиферную крышу ставить лестницу и иные острые приспособления.

Для профнастила (листового металлопрофиля) шаг стропил определяется габаритами листа стали. Балки каркаса крыши для профильного настила, по стандартам и согласно СНиП, ГОСТ варьируются в пределах 6-9 дм. При увеличении данного расстояния пролёт между стропилами может содержать вставки в виде доски с увеличенным сечением. Для профнастила сечение доски или бруса составляет от 50*100 до 150*150 мм. Обрешётка строится из досок с сечением порядка 3*10 см, а пролёт составляет примерно полметра. Окончательные значения определяются маркой и толщиной, которой обладает листовой металлопрофиль, углом наклона крыши (по отношению к горизонту).

Например, крыша, наклонённая на 15º и выстланная профнастилом марки С-10, устанавливается на обрешётке без просветов. Для профилированного настила зазоры обрешётки равны 3 дм. Наиболее крупноволновой профнастил – С-44 – устанавливается на обрешётке с шагом в 50-100 см. Если дом предусматривает сооружение дымохода с печью, вытяжки, то зазор под него увеличивается – для противопожарной обкладки дымохода негорючими материалами.

Для керамической черепицы важны определённые особенности, например, вес данной кровли. Керамочерепица сделана преимущественно из обожжённой при особо высокой температуре глины, благодаря чему материал тяжелее маталлочерепицы до 10 раз.

Если крыша наклонена к земному горизонту на 15º, то продольный зазор между стропилами колеблется в пределах 80-130 см. Определяя шаг, учитывайте длину балки. При предельно высокой длине зазор между стропилами минимален. Уменьшенная длина стропилин повышает упругость – пролёт достигает максимальной отметки, в зависимости от конкретного значения. Если по крыше регулярно проходит обслуживающий её персонал, то нельзя раздвигать пролёт между стропилинами более чем до 8 дм.

Габариты элементов керамочерепицы играют важную роль при расчёте пролёта обрешётки. Лист керамочерепицы обладает длиной в 4 дм. Монтаж осуществляется внахлёст на 5-9 см. При подсчёте шага обрешётки вычитается нахлёстовая полоса. Оставшийся шаг укладки занимает расстояние в 30,5-34,5 см.

В случае выстилания крыши с единственным скатом на доме, стены которого построены из профбруса, рассчитать пролёты между стропилами и элементами обрешётки просто. На крыше с несколькими скатами дистанция между стропилинами подсчитывается отдельно на каждый шаг обрешёточных элементов. С использованием шнура на противоположной стороне ската разметка зазоров между стропилинами упрощена.

Если крыша выстилается металлочерепицей, то монтаж её упрощается – в техническом плане. Металлочерепица обладает весом до 40 кг/м2. Открывается возможность облегчить вес стропилин, применяя балки с меньшим сечением. Шаг между стропилами варьируется при этом в пределах 6-9 дм. Сечение бруса или доски – от 5*15 см. При утеплении чердака минватой толщиной в 15 см чердак используется в качестве мансарды. Большая надёжность утепления достигается с применением минваты от 200 мм. Минвата также обладает собственным весом – запаса прочности стропил и других элементов должно хватить и на неё.

Каркас крыши под металлочерепицу по параметрам не сильно отличается от каркаса под профильный настил. Отличие лишь в том, что подпирающие элементы закрепляются на коньковый прогон в верхней части, а не с боков, как в иных случаях.

Если мастера применяют в качестве покрытия крыши ондулин, то дом должен быть выстроен из клееного бруса или схожих с ним материалов. Ондулин похож на перекрашенный шифер, но отличается более лёгким весом. Этажность дома, здания значения не имеет.

Стропилины под ондулин устанавливаются на расстоянии в 6-9 дм. Стропила могут быть изготовлены из хвойного бруса, габариты в разрезе – от 5*15 до 5*20 см. Меньшую площадь поперечного среза применять не рекомендуется. Стропильная обрешётка устанавливается преимущественно из материала сечением в 4*5 см. Шаг – 6 дм. Ондулин крепят с нахлёстом в 3 дм. Закрепление ондулина производят спецгвоздями, идущими в комплекте к данному стройматериалу. Что касается поликарбоната, то его непревзойдённая лёгкость поможет уменьшить сечение стропилин примерно в 1,2 раза – по сравнению с ондулином.

Шиферное покрытие применяется для частных (дачных) строений. Его достоинство – пониженная стоимость и облегчённый монтаж. Сечение стропилин – от 5*10 до 5*15 см, величина пролёта – 6-8 дм. Элементы обрешётки обладают сечением от 5*5 до 3*10 см. Шаг установки элементов – в зависимости от угла наклона ската. Односкатное покрытие повышенной крутизны – по отношению к земному горизонту – порядка 45 см.

На один лист шиферного покрытия – 4 элемента. Односкатная крыша уменьшенной крутизны потребует пролёта порядка 63-65 см, при этом расходуется не более 4 элементов на лист шифера.

Форма крыши обуславливает требуемый запас по прочности. Этот запас определяет, какое расстояние применяется между стропильными ногами.

У односкатной кровли прочность и простота в монтаже находятся на более высоком уровне. Толщина стропильной системы рассчитывается в зависимости от породы дерева, его прочностных и специфических параметров, присущих конкретному техническому решению. Пролёт между стропильными ногами колеблется в пределах между 6 и 14 дециметрами. Использование утеплителей определяет, как этот пролёт сопоставим с шириной утеплителя.

Толщина стропилин считается по параметрам ската. Уклон в 15-20º требует площади поперечного среза в 50х100 мм. Скат на 45º потребует значительно более толстых перекладин стропильной системы – порядка 50х150 мм.

У двускатной крыши без утепления не обходится. Ширина пролёта подгоняется под ширину минваты. От величины шага зависит настройка свеса будущей кровли. Стандартный шаг варьируется в пределах от 1 до 1,2 м.

При выполнении подсчёта пролёта между стропилинами с помощью не соответствующих количеству скатов, крыша отойдёт в сторону, а излишний вес вызовет прогиб и ослабление всей конструкции. Если перекосы затронули всю стропильную систему, то потребуется срочная переделка чердачно-крышной конструкции.

У шатровой крыши пристройки расстояние между стропилами может быть неоднозначным. Если стропила сходятся в центре (конусе), то расстояние между стропильными ногами считается по основанию (мауэрлату), а не в любой точке стропилин.

Расчёт стропилин – как элементов, являющихся основой – делают посредством оценки воздействия на каждый из брусьев. Цель – вычисление минимально допустимого и среднего сечения. Формулы расчёта здесь следующие.

Распределённая нагрузка на метр погонажа стропилины, равная некоторому количеству килограммов на метр, равна произведению дистанции между стропилами и суммарной нагрузки. Единица последней – килограммы на квадратный метр. Минимально допустимое сечение бруса, из которого изготовлена стропилина, определяется по нормам ГОСТа №24454–1980, отражающего габариты хвойных пиломатериалов.

С помощью стандартных разбросов значений сечение конкретизируется для каждого определённого случая. Высота сечения равна квадратному корню из отношения распределённой нагрузки на погонный метр стропилины к произведению ширины сечения и величины сопротивления бруса на изгиб, помноженному на рабочую зону стропилины и величину в пределах 8,5-9,6. Для стропилин из сосны или еловой древесины сопротивление на изгиб достигает следующих значений:

• 140 кг/см² (первосортная древесина);
• 130 кг/см² (второсротная);
• 85 кг/см² (третьесортная).

Затем проверяется соответствие значения прогиба нормативной величине. Длина рабочего отрезка, разделённая на 200 единиц, является своеобразным ограничителем для величины прогиба. Это равенство справедливо лишь при соблюдении неравенства 3,125·Qr· (Lmax) ³/ (B·H³) ≤ 1, где:

• Qr – распределённая нагрузка на погонный метр стропилины (измеряют в килограммах веса на метр длины);
• Lmax — рабочая зона стропилины предельной длины;
• B — ширина;
• H — высота поперечного среза (в сантиметрах).

При нарушении последнего условия параметры B и H необходимо повысить.

В качестве примера – наклон крышного покрытия на 36°, пролёт между стропилинами – 80 см. Длина стропилины (действующий отрезок) – 280 см. Применяется первосортная сосна с сопротивлением изгиба в 140 кг/м. Цементопесчаная черепица обладает весом в 50 кг/м2. Нагрузка квадратного метра крыши в сумме равна 303 кг/м2. Толщина бруса для стропил – 5 см.

По вышеприведённым формулам расчёт показал, что нагрузка на метр погонажа составляет 242 кг/м. Высота поперечного среза стропилины в данном случае оказалась равной 15,6 см. Ближайшее табличное значение – 17,5 см. Проверяя условия по вышеприведённому неравенству, подтвердилось его соблюдение. Верность расчётов – залог прочности крыши в течение долгих десятилетий. Практика строительства показывает, что типовое расстояние между стропилами не меньше 60 см и не больше значения, несколько превышающего 1 м.

Чтобы доказать, что расчёт правилен, длину ската вымеряют снизу – по внешней длине стены. Узнанное значение делят на расстояние между стропилинами. К полученному значению прибавляют 1, а сумму эту округляют в большую сторону. Это позволяет вычислить численность стропилин на один скат. Протяжённость ската, делимая на количество стропилин, даст в итоге величину пролёта между стропилами.

Так, нетрудно определить, что для 25-метровой крыши потребуется 44 стропилины. Но этот метод не позволяет прикинуть точно, какой именно кровельный материал использовать, чтобы крыша удалась достаточно прочной. Тем не менее другие расчёты, методика которых приведена выше, помогут решить полностью данный вопрос. Неоднозначность вносит лишь, к примеру, дымовая труба, нагревающаяся до сотен градусов и требующая большего пролёта, чтобы не подпалить стропила и обрешётку.