Расчет нагрузки и материала на крышу

Любой объем строительных работ требует проведения некоторых расчетов, например, расчетов количества материала. Пожалуй, это единственные расчеты, которые проводятся самостоятельно. Зачастую, при выполнении ремонта крыши дома, просто забываются такие моменты, как расчеты нагрузки. А ведь именно от их результата может зависеть долговечность и безопасность новой кровли. Чтобы правильно произвести ремонт кровли, необходимо рассчитать не только материал, но и многие другие параметры, которые в той или иной мере влияют на конструкцию крыши.

Устройство стропильной системы невозможно без тщательного расчета всех несущих элементов конструкции.

Производство расчета конструкции

Чтобы правильно определить конструкцию, требуется узнать давление на крышу. Оно определяется многими параметрами:

• собственный вес всей крыши вместе с кровельным материалом;
• ветровая и снеговая нагрузка.

Собственная нагрузка

Стоит заметить, что сумма веса каждого слоя кровельного «пирога», умноженного на специальный коэффициент, и будет расчетным давлением. Для средней полосы данный коэффициент принято брать за 1,1.

Формула расчета угла наклона ската кровли.

Итак, требуется найти вес каждого слоя и каждое значение давления по отдельности. Пусть кровля будет иметь следующие параметры, то есть исходный материал:

• уклон каждого ската равен 30 градусам;
• длина одной стропильной ноги равна 3,5 м;
• выполнена обрешетка сплошного типа из ОСБ-3;
• в качестве кровельного материала используется мягкая черепица;
• промежуток между стропилами равен 0,6 м.

Теперь требуется узнать давление, оказываемое каждым из приведенных элементов. Например, черепица в среднем оказывает давление в 8 кг/кв.м, плиты ОСБ – примерно 7 кг/кв.м. Утеплитель, толщина которого равна 20 см, оказывает давление 6 кг/кв.м, один слой гипсокартона – около 10-11 кг/кв.м. Давление посчитать достаточно просто: требуется взять массу элемента и разделить его на общую площадь. Например, если лист гипсокартона весит в среднем 20 кг, а его площадь равна 2 кв м, то нагрузку можно рассчитать так:

• 20/2=10 кг/кв.м.

Для средней полосы давление снежного покрова берется равным 120 кг/кв.м.

Таким образом можно посчитать давление всех элементов крыши дома, включая и то, которое оказывают стропильные ноги.

Стоит заметить, что для определения давления можно использовать плотность материала. Она, как правило, указывается на упаковке (касается кровельных элементов, утеплителя и других подобных). Требуется также знать объем.

Когда давление на дом от каждого элемента станет известно, остается только сложить эти значения и умножить на нужный коэффициент, в нашем случае на 1,1.

Сложим все величины:

8+6+7+10*2 (так как всего будет два слоя гипсокартона)*1,1 = 45,1 кг/кв.м.

Чтобы рассчитать, исходя из вышеполученного результата, сечение бруса, который будет использован в качестве стропильной ноги, его давление необходимо прибавить к полученному результату. Как правило, после этих действий можно получить нагрузку в 50 кг/кв.м.

Снеговая нагрузка

Такими нехитрыми действиями легко узнать нагрузку от всех элементов, однако требуется вычислить еще два показателя, которые воздействуют на крышу дома: ветровая и снеговая нагрузка.

Для средней полосы давление снежного покрова берется равным 120 кг/кв.м. Поскольку кровля не плоская, а имеет некий угол уклона (именно 30 градусов), то производить расчеты требуется исходя из обычных табличных данных. В некоторых справочниках, в том числе и СНиП, такой угол крыши называется вторым пределом. Это означает, что снеговую нагрузку нужно умножить на 0,7, тогда получим: 120*0,7 = 84 кг/кв.м.

Ветровая нагрузка

Чем больше угол ската кровли, тем большую нагрузку он будет испытывать от давления ветра.

Для ее расчета снова необходимо обратиться к табличным данным. Из них можно узнать, что для нашей полосы числовой показатель данного параметра берется в среднем 32 кг/кв.м. Это при максимальном ветре. Поскольку он не постоянен, то данное число умножают на коэффициент ветрового изменения (0,65) и еще на аэродинамический – 0,7, тогда получим:

• 32*0,7*0,65 = 14,6 кг/кв.м.

После этого расчета остается только узнать общую нагрузку, которая вычисляется как сумма всех трех: 50+84+14,6 = 148,6, то есть примерно 150 кг/кв.м.

Теперь, исходя из этого значения, можно узнать сечения стропильной ноги, то есть вычислить объем древесины.

Поскольку стропильные ноги устанавливаются через каждые 60 см, то можно вычислить удельную нагрузку на единицу длины, то есть на стропильные ноги или на каждый м древесины. Сделать это можно следующим образом:

• 150*0,6 = 90 кг на м длины.

Поскольку все данные в справочных материалах являются усредненным, то не лишним будет полученное число округлить в большую сторону. Принимая этот факт во внимание, можно говорить, что давление равно 100 кг/пог.м.

Теперь, зная горизонтальную проекцию стропильной ноги длиной в 3,5 м и показатель удельного давления, из справочных данных можно легко узнать необходимое сечение, которым должны обладать стропильные ноги в данных условиях.

Расчет количества кровельных элементов

Вес кровельных материалов для рассчета общей площади каждого ската.

Для крыши частного дома с заданными параметрами правильно рассчитать и кровельные элементы.

Он покажет тот необходимый объем кровельных элементов на здание, которого будет достаточно, чтобы покрыть его крышу в соответствии с технологией, то есть правильно.

Итак, для примера необходимо определить исходный материал:

• пусть имеется два ската, каждый из которых имеет высоту в 6 м;
• длина будет равна 11 м.

Первое, что нужно сделать, так это рассчитать общую площадь каждого ската, то есть высоту нужно умножить на длину:

• 11*6 = 66 кв.м

Дальше можно сделать очень просто: разделить полученное значение на полезную площадь одного листа того кровельного элемента, с которым предполагается работать.

Допустим, что выбран материал на кровлю – металлочерепица с интерпрофилем. Взяты карты с 6 волнами. Тогда полезная поверхность ее будет равна 2,31 кв.м. Теперь остается только вычислить количество таких листов, что можно сделать, разделив общую площадь на площадь одного листа, – получим, что необходим материал в количестве 66/2,31, примерно 29 штук на один скат.

Для расчета можно сделать и по-другому. Длина ската равна 11 м, а полезная длина одного листа всего 11 м, это означает, что по всей длине разместятся ровно 10 листов. Поскольку высота ската равна 6 м, а высота одного листа – 2,1 м, то всего потребуется 3 шт.

Из этих данных можно видеть, что потребуется материал в количестве 3 рядов по 10 листов, то есть 30 листов, что совпадает с ранее полученным результатом. Теперь остается умножить данный показатель на два, так он показывает количество только для одного ската.

Видно, что для устройства кровли требуется произвести сразу несколько подсчетов, но объем и сложность работ позволяет сделать это самостоятельно.