Расход арматуры на 1 м3 бетона: норма монолитного железобетона в кг, необходимое количество фундамента

Расход арматуры на куб бетона

В зависимости от вида здания, число стальных прутьев, используемых в строительстве, отличается. По ГОСТу класс и калибр арматуры влияет на вес изделия. Разнообразный профиль и площадь сечения оказывает влияние на массу 1 м материала. Чтобы правильно установить расход арматуры на 1 м³ бетона, пригодятся следующие сведения: тип основания дома (столбчатый, ленточный или плитный); площадь и толщина строительного материала; вес строения и тип почвы.

Начальные данные

Если планируется сделать плитный фундамент под деревянный дом небольшого размера, и при этом грунт будет крепкий, то применяется каркас до 10 мм в диаметре. Если конструкция тяжёлая и ее постройка планируется на плохом грунте, то армирование производят соседним разделением по 16 мм. Каждый шаг соотносится с 20 см. Нужный материал раскладывается в два ряда: верхний и нижний. Если заранее определиться с участком и высотой основания дома, то можно узнать, сколько единиц материала понадобится для всего объема. Если знать класс и марку каркаса, то подсчитать вес совсем нетрудно.

Чтобы правильно рассчитать материал, нужны сведения об опорах и размерах. Величина рассчитывается в зависимости от протяженности и ширины необходимой площади. Если постройка производится по стандартным габаритам, то всю информацию можно посмотреть в СНИПЕ. Опирание определяется в зависимости от сорта установок или кирпича, типа покрытия, внутренних и наружных габаритов.

Обычно бетон подразделяется на виды в зависимости от наполнителей и добавок, поэтому расходование арматуры на куб бетона определяется индивидуально в зависимости от строящейся конструкции. Все расходные материалы рассчитываются по стандартам, которые указаны для железобетонных материалов. Что сюда относится:

ГЭСН.
ФЕР.
ГОСТ.

Сколько арматуры на 1 м³ бетона понадобится по ГЭСН 81−02−06−2001: для основы общего применения, изготовленной из железобетона, потребуется одна тонна на количество до 5 кубометров.

Сколько арматуры в 1 м³ монолитного железобетона можно определить по ФЕР, конкретный убыток вычисляется исходя из характера конструкции. Например, если необходимо вычислить сколько кг арматуры в 1 м³ бетона, то при постройке железобетонной плиты со стаканами, подколонниками и пазами до 2,5 м высоту и одним метром в толщину будет приблизительно равно 187 кг.

Расход на 1 куб метр

Когда производится любое действие с бетоном, то особенное внимание уделяется расчету материалов. Если арматуры будет недостаточно, то конструкция получится непрочной. А если будет затрачено слишком много прутьев, то это приведет к напрасной трате денег. Чтобы этого не произошло, надо точно знать, сколько кг арматуры в 1 м³ бетона.

Расходный материал различается по массе и классу. По участку сечения обусловливается вес 1 м. Чтобы узнать более конкретные данные и вид каркаса в зависимости от класса, нужно почитать специальную техническую литературу. Чтобы определить число и связку материала в 1 м³ бетона, потребуются следующие сведения:

Тип земли.
Площадь разреза прутьев.
Класс фундаментной основы.

Арматурное устройство фундамента

У разных видов фундамента есть много различий. Но не стоит на это обращать внимание, потому что обычно придерживаются общих рекомендаций. Чтобы построить небольшое здание минимального размера, используют каркас сечением не больше 10 мм. А если будет производиться строительство крупного кирпичного здания, то материал применяется не менее 15 см в толщину. Устанавливаются прутья с соблюдением следующих рекомендаций:

Обычно их располагают на расстоянии не менее 23 см друг от друга.

В пачке находятся два слоя.

При замере общих габаритов фундамента определяется, какое количество арматуры понадобится и производится подсчет их общего веса.

При подсчете учитывается, что материал запрещено слишком глубоко вкапывать, так как главное растяжение образуется на поверхностном слое почвы.

Как сказано в данных по постройке, норма расхода арматуры на 1 м³ бетона должна быть не менее 8 кг расходного сырья.

Затрата ленточного пласта

Чтобы узнать, как правильно произвести расчет, необходимо рассмотреть все подсчеты на конкретном примере. Например, дан размер пласта фундамента — 9 x 6 м, габариты ленты — ш. = 40 см, в. = 1 м. Производится обычный средний расчет, который можно применить для небольшой плотности почвы. Основа складывается из поперечных, горизонтальных и вертикальных рядов. Расчет горизонтальной опоры:

Между линиями прокладывается расстояние не менее 35 см.
Ряды находятся в бетоне на глубине 6 м.
Для основания дома высотой 1 м необходимо уложить арматуру в 4 пласта.
Если слой размером до 45 см, то в каждом пласте устанавливается по две штуки арматуры.
Общий периметр материала составляет 30 м.
По этому размеру располагаются 4 слоя, в каждом из которых находится по 2 арматуры.
Это означает, что по общей площади основы необходимо расположить 8 прутьев.

Вычисляется общая протяженность материала следующим образом: 30 x 8 = 240 м. Если калибр арматуры составляет 19 мм, то расчет производится так: 240 x 0.8 = 213 кг. Таким образом, по этому расчёту материал помещается в два слоя, в каждом из которых по 2 прута.

Протяжённость от арматуры до кромки материала на 6 см необходима для формирования предохранительного слоя бетона около каркаса. Чтобы зафиксировать материал на расстоянии от опалубка до времени заливки бетонного материала, применяются особые опоры или фиксаторы. Поперечная арматура необходима для поддержания отвесных и горизонтальных рядов. Для этого используется материал калибром 6 мм. Шаг соблюдается 35 см.

Протяженность каждого прута в горизонтальном слое приравнивается 35 см. В вертикальном ряде — 95 см. От высоты и ширины фундаментного слоя отнимаются по 6 см. Это необходимо для формирования предохранительного ряда. В одном из разделений образуются четыре прута по 30 см и 20 см. Таким образом, в одном сечении 4 x 30 + 2 x 90 = 300 см. Выходит, что нужно 3 м каркаса. Каждый шаг разреза составляет 0.3 м. Если знать протяженность ленточного фундамента, то можно сосчитать общее число поперечных разрезов, для этого 30 нужно разделить на 0.3, получается 100 штук.

Общая протяженность поперечного каркаса составляет 3 x 100 = 300 м. Вес высчитывается следующим образом: 300 х 0.2 = 66 кг. Зная эти данные, можно без труда вычислить суммарный вес строительного материала: 213 + 66 = 279. Этот вес определяется для ленточного фундамента 6 x 9 м. Объем получается 12 куб м. Исходя из расходных данных, понадобится композит в следующих количествах:

Калибр 6 мм, 66 / 12 — это 5. 6 кг на 1 м куб бетона.
Для калибра 12 мм производится расчёт: 213 / 12 — это 17 кг на 1 м куб бетона.

Если употребляется композит, то его вес в 4 раза меньше, чем у стали. Поэтому для определения расходного материала вес каркаса делится на 4. Существуют приблизительные данные для расхода стройматериалов на 1 куб метр бетона для всевозможных видов оснований дома:

Плиточный — 50 кг.
Для ленточного — 20 кг.
Для столбчатого — 10 кг.

Для верного подсчета арматуры на 1 куб метр бетона необходимо произвести расчет строительного материала для фундаментного пласта. Для этого используются данные из технической литературы.

Количество и разновидность композита

Если строитель хочет сэкономить на материалах, то это скажется не лучшим образом на крепости здания или другой установки из бетонного материала. От цельного фундаментного пласта зависит, как крепко будет стоять здание. Поэтому главное внимание уделяется формированию основы. Чтобы она была целостной долгое время, строители в бетон прибавляют каркас.

Сейчас рынок продукции очень быстро развивается, поэтому часто используются новые материалы, которые изготавливаются в соответствии с необходимыми эталонами ГОСТа. Если запланирована постройка высотного дома, то это окажет влияние на заявки, которые предъявляются к строительным материалам. Арматура применяется для увеличения крепости несущих строений и основания.

Перед тем как приступить к работе, необходимо выяснить, так ли нужно применять арматуру. Для неё потребуются дополнительные траты денег и силовые расходы, которые увеличат время постройки жилища. Стоимость материала очень высокая, его может понадобиться много. Чтобы понять, так ли необходим каркас, нужно изучить его свойства. Бетон причисляется к долговечным и прочным материалам. Но основания, выполненные из него, испытывают мощные нагрузки, поэтому совместно с бетоном часто используют арматурные сетки. Они необходимы, чтобы увеличить выносливость здания.

Конструкции из бетона обладают различным предназначением, поэтому добавки сильно различаются. Каждый раз понадобится предопределять, сколько каркаса пригодится на куб строительной смеси. Все расходы рассчитываются с помощью гос. стандартов. Помимо этого, используется ФЕР или ГЭСН. Например, если придерживаться норм ГЭСН, то на 5 м³ монолитного материала, при формировании которого применяется бетон, понадобится не менее 1 тонны сплава для армирования. Его при постройке умеренно распределяют по фундаменту.

Более детальные сведения об использовании армирующей конструкции выясняют из норм ФЕР. Как прописано в стандарте, для основ из столбов высотой до 2 м расходуется 187 кг на кубический метр. Если для строительства применяются плоские строительные материалы из железобетона, то для укрепления бетона понадобится 81 кг на метр в кубе. По способу изготовления материал бывает проволочный, канатный или стержневой.

Специалисты выделяют два типа армированных прутьев: неметаллические и стальные. Изделия из неметаллических материалов являются альтернативным вариантом прутьев из металла. Для изготовления брусьев применяются современные технологии с использованием композитных стройматериалов. По-другому эксперты их называют полимерными. Для базы используется стекловолокно, к нему добавляются специальные полимеры. Стеклопластиковая арматура по внешнему виду похожа на стержень, диаметр которого в среднем составляет 13 мм. Этот материал изобретён совсем недавно, но несмотря на это, его часто используют в промышленности.

Если строятся большие объекты, то строителями должен быть произведен тщательный расчёт нормы затраты арматуры на 1 м³ бетона. Из этого становится понятно, сколько основы понадобится для закладки фундамента. Если ведется верный расход строительных материалов, то здание будет крепко и прочно стоять. Число прутьев из композита обусловливается в соответствии с ГОСТ. Эта информация заранее предусматривается при выполнении проекта здания.

Но если строительные работы ведутся на частной территории, то количество рассчитывается в зависимости от габаритов постройки. В зависимости от вида и диаметра арматуры определяется их количество в килограммах. Используя метод сечения и разные профили, устанавливается вес 1 м прутьев. Когда рассчитывается коэффициент бетона и арматуры, то важно учитывать, какой тип базы применяется, индивидуальные свойства прутьев и площадь фундамента. А также учитывается его толщина, масса и вид грунта.

Расход арматуры на 1 м3 бетона фундамента: нормы армирования

При возведении крупных промышленных и жилых строительных объектов вопроса о том, сколько арматуры требуется на заливку 1 м3 бетона, не возникает: нормы ее расхода регулируются соответствующими ГОСТами (5781-82, 10884-94) и изначально закладываются в проект. В частном строительстве, где мало кто обращает внимание на требования нормативных документов, придерживаться норм расхода арматурных изделий все-таки следует, так как это позволит создать надежные бетонные конструкции, которые прослужат вам долгие годы. Для определения таких норм можно воспользоваться несложной методикой, позволяющей вычислить их с помощью несложных расчетов.

Арматурный каркас напрямую определяет эксплуатационные характеристики фундамента

Формула процента армирования железобетонных конструкций – соотношение бетона

В процессе длительной эксплуатации строительные конструкции подвергаются воздействию сжимающих и изгибающих нагрузок, а также крутящих моментов. Для усиления выносливости железобетона и расширения сферы его использования выполняется усиление бетона арматурой. В зависимости от массы каркаса, диаметра прутков в поперечном сечении и пропорции бетона изменяется коэффициент армирования железобетонных конструкций.

Разберемся, как вычисляется данный показатель согласно требованиям стандарта.

Для того, чтобы армирование выполняло свое назначение, необходимо расчитать усиление бетона, соответствующий минимальному проценту

Процент армирования колонны, балки, фундаментной основы или капитальных стен определяется следующим образом:

масса металлического каркаса делится на вес бетонного монолита;
полученное в результате деления значение умножается на 100.

Коэффициент армирования бетона – важный показатель, применяемый при выполнении различных видов прочностных расчетов. Удельный вес арматуры изменяется:

при увеличении слоя бетона показатель армирования снижается;
при использовании арматуры большого диаметра коэффициент возрастает.

Для определения армирующего показателя на подготовительном этапе выполняются прочностные расчеты, разрабатывается документация и делается чертеж армирования. При этом учитывается толщина бетонного массива, конструкция металлического каркаса и размер сечения прутков. Данная площадь определяет нагрузочную способность силовой решетки. При увеличении сортамента арматуры возрастает степень армирования и, соответственно, прочность бетонных конструкций. Целесообразно отдать предпочтение стержням диаметром 12–14 мм, обладающим повышенным запасом прочности.

Показатель армирования имеет предельные значения:

минимальное, составляющее 0,05%. При удельном весе арматуры ниже указанного значения эксплуатация бетонных конструкций не допускается;
максимальное, равное 5%. Превышение указанного показателя ведет к ухудшению эксплуатационных показателей железобетонного массива.

Соблюдение требований строительных норм и стандартов по степени армирования гарантирует надежность конструкций из железобетона. Остановимся более детально на предельной величине армирующего процента.

Чтобы гарантировать надежность конструкций из железобетона, необходимо соблюдать требования строительных норм

Сохранение прочности

Бетон создает защиту стали от влияния факторов внешней среды (влаги, химических веществ), поэтому металл должен быть полностью укрыт раствором. Любые манипуляции с железобетонным объектом типа алмазного бурения, резки, отделения частей, образования сквозных тоннелей в стене приводят к значительному уменьшению потенциала прочности.

Все работы, нарушающие монолитность железобетонной конструкции, должны проводиться с учетом схемы расположения и пространственной структуры каркаса.

Минимальный процент армирования в конструкциях из железобетона

Рассмотрим, что выражает минимальный процент армирования. Это предельно допустимое значение, ниже которого резко повышается вероятность разрушения строительных конструкций. При показателе ниже 0,05% изделия и конструкции нельзя называть железобетонными. Меньшее значение свидетельствует о локальном усилении бетона с помощью металлической арматуры.

В зависимости от особенностей приложения нагрузки минимальный показатель изменяется в следующих пределах:

при величине коэффициента 0,05 конструкция способна воспринимать растяжение и сжатие при воздействии нагрузки за пределами рабочего сечения;
минимальная степень армирования возрастает до 0,06% при воздействии нагрузок на слой бетона, расположенный между элементами арматурного каркаса;
для строительных конструкций, подверженных внецентренному сжатию, минимальная концентрация стальной арматуры достигает 0,25%.

При выполнении усиления в продольной плоскости по контуру рабочего сечения коэффициент армирования вдвое превышает указанные значения.

Зачем нужно производить контроль использования арматуры?

Расчет количества арматуры необходим для прочности сооружения, а также сокращения затрат на строительство.
Расход арматуры на куб бетона позволяет определить требуемое количество материала — бетонной составляющей и каркаса. Если стальных элементов будет недостаточно, то конструкция получится непрочной. Если же прутьев закладывают намного больше, чем необходимо — это понесет дополнительные затраты, причем в этом нет необходимости. Поэтому количество арматуры в 1 м³ бетона рассчитывают, согласно 3-м основным сведениям о постройке:

вид почвы;
расчет арматурных прутков;
нагрузка фундаментной плиты.

Чтобы точно понять какой Ø и шаг закладки необходим при возведении основания, необходимо провести вычисления или закладывать элементы с большим запасом по прочности и минимальным шагом.

Коэффициент армирования – предельное значение для монолитных фундаментов

Желая обеспечить повышенный запас прочности конструкций из железобетона, нецелесообразно превышать максимальный процент армирования.

Нецелесообразно превышать максимальный процент армирования, чтобы обеспечить повышенный запас прочности конструкций

Это приведет к негативным последствиям:

ухудшению рабочих показателей конструкции;
существенному увеличению веса изделий из железобетона.

Государственный стандарт регламентирует предельную величину уровня армирования, составляющую пять процентов. При изготовлении усиленных конструкций из бетона важно обеспечить проникновение бетона в глубь арматурного каркаса и не допустить появления воздушных полостей внутри бетона. Для армирования следует использовать горячекатаный пруток, обладающий повышенной прочностью.

Особенности расчетов

В железобетоне используют только горячекатаную сталь высокого класса, так как она устойчива к коррозии и крепка. Чтобы сваренный металлический каркас, расположенный в бетоне, сделал свое дело, необходим точный расчет, позволяющий уточнить, сколько и какие материалы необходимы. Важность расчетов сложно переоценить. Они выполняются с привлечением технических формул, где учтены сопротивление используемых стройматериалов, соотношение предельно допустимых нагрузок к закладываемым и другие параметры. А также стандартные вычисления предусматривают тип фундамента, наличие дополнительных конструкционных элементов, марку бетона, несущие нагрузки. По окончании математической части все данные наносят на чертеж, где представлена схема армирования. Из проекта исполнители знают, сколько и какого вида стальных стержней нужно взять. А также стоит учесть в каком порядке их расположить и связать.

Какова величина защитного слоя бетона

Для предотвращения коррозионного разрушения силового каркаса следует выдерживать фиксированное расстояние от стальной решетки до поверхности бетонного массива. Этот интервал называется защитным слоем.

Его величина для несущих стен и железобетонных панелей составляет:

1,5 см – для плит толщиной более 10 см;
1 см – при толщине бетонных стен менее 10 см.

Размер защитного слоя для ребер усиления и ригелей немного выше:

2 см – при толщине бетонного массива более 25 см;
1,5 см – при толщине бетона меньше указанного значения.

Важно соблюдать защитный слой для опорных колонн на уровне 2 см и выше, а также выдерживать фиксированный интервал от арматуры до поверхности бетона для фундаментных балок на уровне 3 см и более.

Величина защитного слоя различается для различных видов фундаментных оснований и составляет:

3 см – для сборных фундаментных конструкций из сборного железобетона;
3,5 см – для монолитных основ, выполненных без цементной подушки;
7 см – для цельных фундаментов, не имеющих демпфирующей подушки.

Строительные нормы и правила регламентируют величину защитного слоя для различных видов строительных конструкций.

Сколько арматуры понадобится на 1 кубометр бетона?

Количество арматуры на 1 м3 зависит от типа ЖБИ (плитный или ленточный фундамент, перемычки над проёмами, монолитное перекрытие) и условий его работы; класса металлопроката и марки бетона. Если речь идёт об основании, то ключевыми параметрами будут его вид, площадь здания, вес и нагрузки от его конструкций, грунт, сейсмоопасность в регионе и другие факторы, которые учитываются архитекторами при проектировании в каждом отдельном случае. Например, для ленты глубиной до 60 см каркас выполняют в двух уровнях, а при большем заглублении их количество увеличивают, располагая ряды с шагом 40 см.

Читайте также:

Кровельные работы и ремонт крыш

Расчёт представляет собой сложную техническую задачу и по плечу только специализированной проектной организации. Он должен выполняться отдельно для различных типов ЖБ конструкций (балка, лента фундамента, колонна) и условий их работы. Например, для перекрытия средняя цифра расхода составляет около 110-120 кг/куб, а для колонн — до 350 кг на 1 м3.

Для количественной оценки пользуются коэффициентом армирования: μ = [Sa/(В∙Н)]∙100%, где:

Sa — площадь поперечного сечения стержней;
В — ширина изделия (плиты, ленты);
Н — его высота.

Исходные данные

Для проведения грамотного расчета необходимо владеть следующей информацией:

на фундаменте какого типа предполагается возвести здание;
какую площадь займет монолит;
фундамент какой толщины выдержит надземную часть;
какой тип грунта будет играть роль основания дома;
какая арматура (диаметр, класс) будет использоваться при возведении монолита.

При строительстве легкого деревянного домика и при сооружении плитного фундамента на грунтах с хорошей несущей способностью обычно используют арматуру диаметром не более 10 мм.

Слабые грунты или большой вес постройки вынуждают применять более мощные арматурные стержни – до 14-16 мм.

Перевод погонных метров в тонны

Чтобы перевести погонный метраж в килограммы или тонны нужно обладать информацией о том, сколько весит 1 метр данной металлопродукции определённого диаметра. Самые распространённые виды имеют следующие показатели:

16 – 1578.
14 – 1208.
12 – 888.
10 – 617.
8 – 395.
6 – 222.

Показатели массы элемента, повышающего прочность, для 1 м³:

12-14,4*888=12787,2 г (12,787 кг).
8-28,8*395=11376 г (11,376 кг).
Итоговый вес – 12,787+11,376=24,163 килограмма (0,024 тонны).

Показатели массы металлоизделия для ленточного фундамента (из примера №2):

10-240*617=148080 г (148,08 кг).
6-300*222=66600 (66,6 м).
Общий вес – 148,08+66,6=215,4 килограмма (0,216 т).

Рассчитать, сколько понадобится материалов для создания армирующей несущей конструкции любого фундамента не составит труда, если знать обозначенные выше принципы. Это нужно для того, чтобы приобрести достаточное количество стройматериалов и избежать лишних затрат.

Сколько арматуры понадобится на 1 кубометр бетона?

Для количественной оценки пользуются коэффициентом армирования: μ = [Sa/(В∙Н)]∙100%, где:

Sa — площадь поперечного сечения стержней;
В — ширина изделия (плиты, ленты);
Н — его высота.

Влияние конструкции

В строительных правилах имеются данные по минимальному проценту армирования для различных систем.

Коэффициент μ_min для некоторых видов изделий, %:

Тип	Марка В15-В22.5
Фундамент плитный	0,3
Несущие перемычки над проёмами	0,05
Монолитные перекрытия	0,05

Для малоэтажного строительства можно провести самостоятельную оценку потребности в арматуре при заливке плитного основания, используя значения μ_min. Для куба бетона с рёбрами В=Н=L=1 м получим площадь поперечного сечения стали в грани куба, нормальной к стержням: Sa = μхВхН/100 = 0,3х1х1/100 = 0,003 (м 2 ).

Определяем число рабочих прутьев при продольном армировании в одной грани: n = Sa/S₁, где S₁ — площадь поперечного сечения одного элемента, м 2 (берём из стандартов). Округляем n до целого числа.

Количество погонных метров для одного ряда (H≤15 см): La₁ = n∙L∙2=2∙n∙1 м=2n. Для двух рядов (H>15 см): La₂ = 2La₁. Масса стержней в кубометре бетона первого ряда: m₁ = La₁∙q; второго ряда: m₂ = La₂∙q; где q — удельный вес 1 метра прутков в зависимости от их номинального диаметра по ГОСТ 5781-82.

Пример расчёта минимального количества арматуры на заливку 1 м3 для монолитной плиты фундамента (μ = 0,3%):

Номер профиля, мм

В таблице приведены данные только по рабочим прутьям через одну грань при заливке куба. Применительно к плитному фундаменту их надо увеличить в два раза, так как его каркас выполняется в виде прямоугольной сетки. Если толщина основания более 15 см, необходимо добавить рабочие стержни на второй ряд сеток (общий вес тогда составит 94-97 кг на 1 м3) и вертикальные стойки из проката диаметром 6-8 мм, связывающие ряды сеток с шагом 20-40 см. Сюда необходимо также включить элементы усиления по торцам и на продавливание от местных нагрузок. Полная масса всех этих изделий и даст расход стали на кубометр бетона.

Для ленты расчёт выполняется аналогично. Дополнительно потребуется конструктивная арматура калибром 6-10 мм для связывания между собой продольных рабочих прутов с шагом по длине 40-50 см. При высоте ленты свыше 60 см добавятся элементы для соединения рядов каркаса. Во всех случаях при закупке требуется добавить запас на скрепление внахлёст, а также на отрезки, которые могут оставаться после нарезания на проектные размеры (поставляемая длина 11,6 м).

Расчёт выполнялся для наиболее распространённой в частном домостроении металлопрокат диаметром от 10 до 16 мм. Приобретение больших размеров нецелесообразно по причине ухудшения совместной работы бетона и прутьев из-за реализации малых нагрузок в малоэтажном строительстве.

Обычно для ЖБИ в качестве рабочей подбирают горячекатаную сталь А400 или А500, а также В500 (для сварных сеток). Цифры обозначают предел текучести материала в МПа. Лучшую совместную работу с раствором обеспечивают стержни периодического профиля (кольцевой или серповидный), применяемые в качестве рабочих. Для их соединения в каркасе нужны гладкие элементы А240 диаметром 6-8 мм. Они имеют более низкие показатели по напряжениям сцепления с бетоном в 2-4 раза, поэтому используются только как конструктивные.

При выборе диаметра необходимо учитывать правила, регламентирующие наибольшие расстояния между прутьями продольной арматуры, обеспечивающие равномерность распределения напряжений:

В ЖБ плитах этот размер должен быть ≤200 мм при их толщине h≤15 см или 400 мм и 1,5∙h, если h>15 см.
В рёбрах и лентах шириной >15 см количество продольной рабочей арматуры в одной плоскости принимают ≥2. При меньшем размере допускается один стержень.
При длине основания ≤ 3 м применяют прутки с номером профиля ≥10 мм, а если пролёт свыше трёх метров, используют калибр ≥12 мм.

Влияние характеристик материалов

Оптимально для эффективной совместной работы стали и бетона, когда достигается равенство их предельных напряжений в расчётном сечении конструкции. Это обеспечивается при проценте армирования (μ_opt), который условно можно считать оптимальным, так как дальнейшее его увеличение не сопровождается ростом прочности.

Марка раствора	Класс прочности стали
Марка раствора	А400	А500 (А500С)	В500 (В500С)
В15	1,3	1,0	1,04
В20	1,7	1,3	1,4
В22.5	2,0	1,5	1,6

Применение стержней с более высоким пределом текучести (500 МПа вместо 400) даёт некоторое снижение их расхода в кубометре. Поэтому перспективно использование высокопрочных сталей и композитов, позволяющих создавать конструкции с предварительным напряжением.

Какое необходимо количество арматуры на 1 м3 бетона?

Во время проектирования крупных сооружений все расчеты по материалам выполняются в строгом соответствии с проектом и нормативными документами. Расход арматуры на 1 м3 бетона имеет важное значение и при малых застройках в частном строительстве, ведь неправильная закладка прутьев может повлечь за собой ряд дефектов и ненадежность выполненной конструкции. Для определения необходимого количества компонентов используют математические формулы.

Необходимость армирования сооружения
Зачем нужно производить контроль использования арматуры?
Расчет армирования для основания здания: методы
Строительство плитного фундамента
Обустройство ленточного фундамента
Как перевести вес погонного метра арматуры в тонны?

Необходимость армирования сооружения

Армирование конструкции выполняют для создания устойчивого фундамента и конструктивных элементов. Основа монолита поддается нагрузке сил растяжения, которым и оказывает сопротивление армирующий каркас. Назначение здания влияет на количество металла и его нормативный вес в бетонном слое, а также и тип. При разработке рабочего проекта учитываются все возможные нагрузки. Это не только нагрузка из бетона с армированием на основание конструкции, но и состояние почвы, на которой возводят здание, влияние подземных вод или агрессивной окружающей среды (снег, ветер, дождь).

Зачем нужно производить контроль использования арматуры?

Расход арматуры на куб бетона позволяет определить требуемое количество материала — бетонной составляющей и каркаса. Если стальных элементов будет недостаточно, то конструкция получится непрочной. Если же прутьев закладывают намного больше, чем необходимо — это понесет дополнительные затраты, причем в этом нет необходимости. Поэтому количество арматуры в 1 м³ бетона рассчитывают, согласно 3-м основным сведениям о постройке:

вид почвы;
расчет арматурных прутков;
нагрузка фундаментной плиты.

Чтобы точно понять какой Ø и шаг закладки необходим при возведении основания, необходимо провести вычисления или закладывать элементы с большим запасом по прочности и минимальным шагом.

Расчет армирования для основания здания: методы

Вычисление численности элементов арматуры на фундамент требует использования норм смет государственного назначения (СН 81—02—06—81) или ФЕР и ГОСТ-5781. В сметных нормах указано, что армирование монолитного основания здания объемом до 5 куб. метров используют 1 т стали. В сборнике единичных ремонтно-строительных работ расчет на действие эксплуатационной нагрузки проводится в зависимости от типа выполняемого фундамента здания (объемный или плоский). Норма в проектировании между ними может быть с разницей более в 100 килограмм сплавов на 1 м куб.

Существуют нормы, которые указывают сколько рекомендовано исользовать материала, в зависимости от типа фундамента.

Ориентировочно вывели показатели нормы объемов используемой арматуры для возведения фундаментов в зависимости от типа в кг/м3:

ленточной закладки — 20;
плитный монолитный — 50;
столбчатый — 10.

В Строительных нормах и правилах (СНиП 52—01—2003 и ВСН 416—81 дополнение 452—84) представлены данные для подсчета материала стандартной постройки. Для этого необходимо знать высоту, глубину закладки и опорную площадь, а по таблицам определить вес, длину и класс проволоки, число прутьев на единицу площади. Поскольку их укладывают в бетонный слой внизу и сверху бетона, в ходе определения величин опираются на тип стройматериала и вид перекрытия. Чем массивнее здание и тяжелее, тем Ø стержней берут больше. Легкие сооружения закладывают прутьями 10—12 мм, тяжелые — до 18 мм. Для железобетона одним из важных показателей является плотность бетонной смеси. Стальных элементов используют в большем количестве при меньшей плотности.

Читайте также:

Как подготовить интерьер к зиме

Строительство плитного фундамента

Толщина плиты влияет на укладку арматуры. Если она менее 15 см, то укладка прутьев выполняется в 1 слой. Если показатель превышает эти значения, следует выполнять каркас из сетки. От используемого материала зависит длина ячеек, железобетонные стены выполняют квадратами по 20 см, а для легких построек с использованием газобетона или пустотелого кирпича до 40 см. Например, длина 4 м, высота 0,4 м, а ширина 6 м, прутья 12 мм, в таблицах нормы соотношения определяем, что понадобится 500 м арматуры — 21 ряд горизонтально и 31 вертикально.

Обустройство ленточного фундамента

Для этого типа фундамента применяется армирование продольно. В основном по ширине основания выкладывают арматуру через каждые 20 см. Поэтому провести подсчет количества, зная исходные данные не составляет труда. Все внутренние и примыкающие стены делают с меньшей частотой закладки и диаметра.

Пример: если выложено 6 стальных элемента по ширине конструктивного элемента, то для получения точного количества всей арматуры периметр ленты умножают на 6. Вертикальные элементы закладывают через 1 м в зависимости от глубины закладки и высоты стен. Расстояние закладки стержней до краев бетонной конструкции, менее 5 см, чтобы избежать коррозии. На ленточный фундамент зачастую делают стыковку железных прутков, в которой наложение в месте стыка должно быть 30 диаметров. Если же диаметр ячеек 15 на 15 см, то следует их класть в 2 слоя.

Как перевести вес погонного метра арматуры в тонны?

Это значение равносильно 1 м изделия, независимо от высоты и ширины. Наиболее простой метод определения линейных размеров— это от цельного куска отрезать 100 см элемента и определить массу. Для определения сколько в 1 т погонных метров необходимо разделить тонну (или 1000 кг) на определенный вес 1 метра необходимого вида металла, опираясь на нормативные документы.

Таблица соотношения веса и погонного метра арматуры

Количество метров в тонне арматуры зависит и от ее диаметра. Если арматурные элементы тонкие, то тем их больше в переводе на большой вес. Пример: Задача решается путем умножения массы и количества метров. После математических вычислений получим килограммы определяемого материала, таким образом, стальные прутки Ø 12 мм умножаем на вес 0,617 кг. В результате получаем 74,04 кг на м. Переводим эту цифру в тонны делением на 1 тыс.: 74,04/1000=0,07404 т. Выполняя все подсчеты согласно существующим правилам можно точно определять количество арматуры на 1 м3 бетона фундамента.

Монтаж стропильной системы под металлочерепицу для двускатной крыши и расчет шага стропил

20.12.2016 4,774 Просмотров

Кровельная конструкция – один из главных ограждающих элементов здания, к качественным характеристикам которого предъявляются достаточно жёсткие требования.

Одним из наиболее распространенных материалов для обшивки крыши является металлическая черепица, которая изготавливается из тонких стальных, алюминиевых или медных листов.

Сверху элементы оснащаются полимерным покрытием, которое защищает металл от агрессивных внешних воздействий.

Внешне металлочерепица похожа на керамическую, однако она более прочная. Этот материал применяется для покрытия скатных кровель, уклон которых должен быть не меньше 14 градусов.

Что такое стропильная система?

Это сборная каркасная конструкция крыши, состоящая из множества деревянных или металлических деталей. Она опирается на несущие стены, являющиеся надежным основанием для всех вышележащих элементов. Стропильная система служит своеобразным скелетом, на основании которого производится утепление, паро— и гидроизоляция крыши, а также укладка кровельного финишного кровельного слоя.

Составные элементы стропильной крыши, и их основные характеристики:

Мауэрлат. Брус из хвойной породы, который является связующим элементом между стропилами и нижележащими конструкциями. Имеет квадратное поперечное сечение со стороной 100 или 150 мм. Мауэрлат укладывается вдоль несущей стены по всей ее длине. При помощи мауэрлата нагрузки от кровли равномерно распределяются по всему зданию.
Лежень. Брус, имеющий квадратное сечение аналогичное мауэрлату. Он укладывается поперечно несущим стенам, так как служит для перераспределения нагружения от кровельных стоек.
Стропильная нога. Из этих элементов создается основная треугольная конструкция кровли, испытывающая всю тяжесть внешних атмосферных воздействий (дождь, ветер, снег, град и т.д.).
Стойка. Вертикальные связующие элементы, распределяющие сжимающие нагрузки от конькового узла по всей площади несущих стен. Выполняются из квадратных брусьев, длина ребра которых определяется расчетом.
Затяжка. Является завершающим горизонтальным элементом треугольника из стропильных ног, не позволяющий им расползтись под давлением внешних нагрузок и собственного веса крыши. Используется в системах с висячими стропилами.
Подкосы. Воспринимают и перераспределяют изгибающие нагрузки от конькового узла.
Обрешетка. Состоит из досок, брусков или фанерных листов (в случае последующей укладки битумной черепицы), которые располагаются относительно стропильных ног под прямым углом, являясь при этом дополнительным жетсткостным элементом.
Конек. Место стыка двух скатов крыши.
Свес. Кровельный элемент, выступающий за несущие стеновые конструкции на расстояние около 0,4 м. Его назначение – ограничить проникновение влаги к стенам.
Кобылки. Эти элементы присоединяются к концам стропил в случае, если они имеют недостаточную длину для организации свеса.

Разновидности скатных крыш

В зависимости от количества наклонных плоскостей, кровельные конструкции можно разделить на:

Односкатные. Имеют только одну наклонную поверхность. Используются для сооружения бесчердачной кровли малых зданий, а также для укрывания крылец, пристроек и хозпостроек.
Двухскатные. Состоят из 2-х наклонных поверхностей, соединенных между собой в коньковом узле. Торцевые треугольные поверхности, образованные в результате стыка двух скатов, называются фронтонами.
Шатровые. Такие конструкции имеет 4 скатные поверхности, имеющие треугольную форму (вальмы). Устройство такой кровли предполагает срезание фронтонов наклонной плоскостью по всей высоте.
Полувальмовые. Имеет также 4 ската. Однако, в отличие от шатровой конструкции, фронтоны срезаются наклонной плоскостью только частично.
Четырехщипцовые. Имеют 8 наклонных поверхностей.
Крыши с мансардой. В этом случае пространство между стропильной системой и коробкой здания является дополнительным жилым помещением.
Купольные. Устраиваются для зданий, имеющих круглую форму в поперечнике. Иногда встречается такая разновидность, как конусная крыша.
В форме пирамиды. Устраиваются для квадратных зданий. Отличаются значительной высотой.

В частном домостроении чаще всего применяется вариант двухскатной кровли, так как он имеет ряд преимуществ. К ним можно отнести:

Практичность. Двухскатная кровля обладает значительным углом наклона, благодаря которому дождевая вода не скапливается на ее поверхности, а снеговая и ветровая нагрузка распределяются наиболее оптимально.
Простота устройства и эксплуатации. Сборка и стыковка двух скатных элементов производится значительно проще, чем у сложных кровельных конструкций. К тому же, ремонт такой крыши будет также несложным.
Эстетичность. Кровля с двухскатной конструкцией органично пишется в окружающую инфраструктуру.
Надежность (если монтаж осуществлен правильно).
Демократичная цена составляющих материалов.

Виды скатных крыш

Двускатная крыша — стропильная система под металлочерепицу

Каркас из стропил под двухскатную крышу из металлочерепицы не имеет существенных отличий от конструкций с другими укрывающими кровельными материалами.

Но, ввиду того, что металлические тонкие листы имеют малый удельный вес, стропила будут испытывать меньшую постоянную нагрузку.

Это позволяет уменьшить значение их поперечного сечения, за счет чего удастся значительно сэкономить на покупке деревянных материалов.

Для кровли под металлочерепицу оптимальный угол наклона должен составлять не менее 14 градусов.

Для кровли с двумя скатными элементами применяются следующие варианты обустройства каркаса:

Наслонные стропила под металлочерепицу.

В этом случае 2 несущие стропильные ноги скрепляются между собой при помощи лежня (горизонтально) и стойки (вертикально). Лежень укладывается параллельно мауэрлатному элементу, принимая при этом на себя часть силовых воздействий. Стропильная система под металлочерепицу воспринимают на себя только изгибающие нагрузки, что значительно влияет на подбор расчетного поперечного сечения. Такая система может применяться для зданий с большими и малыми пролетами.

Висячие стропила.

В отличие от наслонных систем, в таком варианте две стропильные ноги скрепляются между собой только в коньковом узле. При этом возникают существенные распирающие усилия на несущие элементы, что ограничивает применение висячих стропил только для зданий с пролетом не более 6 м. В некоторых случаях встречается установка дополнительного связующего элемента – затяжки, принимающего на себя часть распорных нагружений.

Они могут быть выполнены из дерева или метала, а также устанавливаться внизу (выполняют роль несущей балки) или вверху треугольной конструкции. Стоит учесть, что чем выше располагается затяжка, тем большие усилия она будет воспринимать.

Комбинированный вариант

Используется для создания оригинальной кровельной конструкции. Включает в себя элементы как висячей, так и наслонной системы.

Как рассчитать угол наклона стропил?

Для осуществления расчета угла наклона двухскатной крыши нужно знать несколько геометрических значений здания, а именно:

Половина ширина пролета — L;
Расстояние от несущей стены до конька крыши (или высота опорной стойки) – H.

Стандартная формула: α = arctg(L/H)

Где α – искомый угол наклона кровли.

Зная это значение можно вычислить длину несущей стропильной ноги:

l = H/sinα.

Где l – длина стропильного элемента.

Угол наклона стропил

Как рассчитать нагрузку?

Для осуществления правильного подбора деталей каркаса крыши необходимо рассчитать значения временной и постоянной нагрузки, действующих на ее конструктивные элементы.

Постоянная нагрузка включает в себя вес всех элементов кровельного пирога, а также масса самих несущих элементов и обрешетки.

В состав временных вариантов нагружения входят силовые воздействия от ветра, снегового покрова, дождевых масс, а также вес человека (для учета вариантов последующего ремонта).

Расчет постоянной нагрузки

Вес кровельного пирога.

Определяется путем сложения масс всех его элементов, а именно паро-, гидро- и теплоизоляции, а также кровельного настила из металлочерепицы. При этом вес одного погонного метра (можно найти в нормативной документации) умножаются на значение его длины.

Вес стропильной системы.

Определяется путем сложения весовых значений обрешетки, чернового настила, а также несущего каркаса. Масса каждого элемента рассчитывается по формуле:

Где V – объем элемента, рассчитываемый в зависимости от геометрических характеристик поперечного сечения и длины элементы;

P – Плотность используемой древесины (зависит от породы).

Общая постоянная нагрузка= вес стропильной системы + вес кровельного пирога.

Расчет временного нагружения

Ветровая нагрузка

Расчет ведется в соответствии с нормативной документацией (СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия» или Еврокод «Воздействия на конструкции» часть 1-4).

Для определения значения ветрового воздействия конструкцию крыши условно разделяют по высоте на несколько частей. Для каждой из них рассчитывается значение ветровой нагрузки. Для получения общего ветрового давления их необходимо суммировать.

Формула для расчета:

Где Wm – значение ветровой нагрузки;

Wo – нормативное значение давления ветра, определяемое по картам районирования;

k – коэффициент давления ветра (определяется в зависимости от высоты по нормативной документации);

с – аэродинамический коэффициент (для двухскатной крыши – 0,8).

Снеговая нагрузка

Определяется по формуле:

Где So – нормативное значение снеговой нагрузки, определяемое по карте районирования.

µ — коэффициент, который определяется в зависимости от угла наклона крыши:

Для α≤30 град. — µ=1
Для α≥60град. — µ=0
Для 30≤α≤60 град. — µ=0,033×(60-α)

Районы снеговой нагрузки

Как выбрать брус и рассчитать шаг стропил под металлочерепицу?

Определение значения поперечного сечения бруса стропильного элемента производится в несколько этапов.

Расчет нагрузки, распределенной на каждом погонном метре конструкции:

Где Q – общая погонная нагрузка;

Значение L рассчитывается следующим образом:

Длину ската крыши делят на предполагаемый шаг конструкций (для удобства чаще всего принимают равным 1). Затем к полученному значению прибавляется 1. Полученное значение отражает количество стропил, которые нужно установить на одну скатную поверхность крыши. На последнем этапе определяется значение осевого расстояния между стропильными элементами, путем деления длины ската кровли на количество стропил.

Расстояние между стропилами под металлочерепицу — стандартный шаг составляет 0,6-0,95 м.

Затем определяемся с максимальным рабочим участком стропильной ноги (Lmax). Переходим к расчёту поперечного сечения. Для этого находим его высоту по формуле:

Главным отличием этих двух кровель является система опирания стропильных элементов. В случае устройства теплого чердака главным опорным элементом служит мауэрлат, а также опорная балочная система. В холодной кровле стропила устанавливаются непосредственно на несущие стены.

Монтаж стропил под металлочерепицу

Все монтажные работы по устройству кровли ведутся на достаточно большой высоте. Чтобы свести к минимуму риск падений, а также значительно упростить высотные работы, можно собрать каркас несущей стропильной системы на земле.

Для этого необходимо создать шаблон из досок, по которому и будет осуществляться дальнейшая сборка.

Он изготавливается в несколько этапов:

Доски подымаются над стенами здания, выравниваются, а затем скрепляются при помощи гвоздя.
Выравнивают угол наклона досок в соответствии с проектом, путем их опускания и подъема. Элементы фиксируются.
В результате должна получиться конструкция, напоминающая по форме будущую стропильную систему, выполненную в соответствии с расчетными геометрическими размерами крыши.
Шаблон опускается на землю, в соответствии с ним чистовые элементы фиксируются между собой. Более подробно на видео ниже.

Затем следует позаботиться об установке опорного элемента – мауэрлата. Как говорилось ранее, он укладывается на несущие стены в продольном направлении. Крепление производится при помощи шпилек (на армопоясе или кладке) или с помощью катанки (для зданий с небольшой кровельной высотой).

Следующим этапом будет создание конькового прогона, служащего опорной частью для всей конструкции двухскатной кровли. Он выполняется из бруса или отесанного бревна. В случае, если пролет здания не более 6 м, его опирание может осуществляться без дополнительных опорных элементов. В противном случае для монтажа нужно использовать строительные фермы.

После установки этих элементов можно осуществлять подъем и монтаж основного стропильного элемента, собранного по шаблону. Скрепление с мауэрлатом может осуществляться 2-мя способами:

Жестким соединением. Осуществляется при помощи уголков и брусов. Реже используются скрепление посредством запила на стропильных ногах, с последующей фиксацией гвоздями или скобами.

Особенности: помимо основного соединения необходимо осуществлять привязку стропил к стене при помощи анкеров или проволочной конструкции.

Скользящим. В его основе лежит создание шарнирного соединения. Его делают при помощи стыкования элементов с использованием запилов. Элементы соединяются металлической закладной деталью с отверстиями для болтов, или 2-мя гвоздями, которые нужно забивать под углом.

Осуществлять монтаж деревянных ферм нужно в определенной последовательности. Сначала устанавливаются крайние фермы, расположенные на торцах здания. Затем между ними натягивается шнур или веревка, с помощью которых проверяется вертикальность их установки. Далее под шнуром ведется дальнейшая установка стропильных конструкций в соответствии с заданным проектным шагом.

Создание кровли из металлочерепицы – довольно трудоемкий процесс, требующий определенных навыков и набитой руки. Поэтому для осуществления правильного монтажа нужно как минимум работать под наблюдением грамотного специалиста.

Полезное видео

Видео-инструкция самостоятельной установки стропильных ног:

Расстояние между стропилами: принципы и примеры расчетов шага стропильной системы

Задача правильно рассчитать расстояние между стропилами – очень ответственная. От того, насколько серьезно вы приступите к ее решению, будет зависеть не только надежность и долговечность крыши, но и все последующие работы на ней: укладка утеплителя, монтаж кровельного покрытия, установка доборных элементов. Если просто подогнать шаг стропил под листы кровли, как это многие делают, то не факт, что между стропилами потом войдет утеплитель.

Если же ориентироваться только на утеплитель – первая же зима с ее обильным русским снегом сокрушит стропильную систему. Вот почему важно подобрать оптимальный шаг стропил для всех скатов, и как это сделать мы сейчас расскажем.

Содержание

Вот хороший видео-урок, как самостоятельно рассчитать расстояние между стропилами:

От чего зависит шаг между стропилами?

Итак, расстояние между стропилами определяется такими важными факторами, как:

Форма крыши (двускатная, односкатная или многоскатная).
Угол наклона крыши.
Параметры бруса, который используется для изготовления стропил (ширина, толщина).
Конструкция стропильной системы (наслонная, висячая или скользящая).
Совокупность всех нагрузок на крышу (вес покрытия, атмосферные осадки и др.).
Материал обрешетки (доска 20х100 или брус 50х50) и ее параметры (сплошная из дерева, с пробелами 10 см, 20 см или сплошная из фанеры).

Каждый из этих параметров нужно непременно принимать во внимание.

Онлайн-калькуляторы vs блокнот и карандаш

Для правильного расчета сечения стропил и шага их установки сегодня существует много сложных формул. Но помните, что такие формулы были в свое время разработаны больше для того, чтобы была возможность не столько идеально рассчитать конструктив крыши, сколько изучить работу таких элементов.

Например, сегодня пользуются популярностью несложные онлайн-программы, которые неплохо рассчитывают параметры стропил. Но идеально, если вы сможете самостоятельно поставить конкретные задачи и вычислить все, что вам нужно. Важно понять до мелочей, что именно происходит в стропильной системе во время эксплуатации, какие именно силы на нее воздействует и какие нагрузки. А компьютерная программа не всегда может учитывать все, то что замечает человеческий мозг. Поэтому мы советуем вам произвести расчеты все-таки вручную.

Декоративные стропила: 0% нагрузки

Первым делом определитесь с самым главным пунктом: типом крыши и ее назначением. Дело в том, что крыша жилого дома зимой выдерживает большую шапку снега, постоянный ветер на высоте, ее нередко утепляют изнутри, а вот к стропильной системе небольшой беседки, спрятанной под кронами деревьев, предъявляют совсем другие требования.

Например, если вы строите перголу в ее классическом понимании, то совершенно не важно, какое именно будет у нее расстояние между стропилами – это уже чисто эстетический фактор:

В приведенной иллюстрации видно, что даже в такой постройке есть свой шаг стропил. Ведь здесь он обеспечивает и эстетический фактор, и жесткость самой конструкции. Но выбирают шаг произвольным путем.

Функциональные стропила: подробный расчет

Подходим к главному вопросу: какое расстояние должно быть между стропилами крыши жилого дома? Вот здесь запаситесь терпением и внимательно изучите все нюансы.

Пункт 1. Длина стены и выбор шага стропил

Первым делом шаг установки стропил на крыше жилой постройки обычно выбирают конструктивно размеру здания, хотя и с учетом многих других факторов.

Например, проще всего устанавливать стропила с шагом 1 метр, поэтому для стены длиной 6 метров ставится стандартно 7 стропил. В тоже время можно сэкономить, поставив их с расстоянием 1 и 2 метра, и получится ровно 5 стропил. Можно поставить также с расстоянием 2 и 3 метра, но зато усилить обрешеткой. Но крайне нежелательно делать шаг стропил более 2 метров.

Пункт 2. Влияние снеговых и ветровых нагрузок на форму крыши

Итак, мы остановились на том, что среднее расстояние между стропилами обычной крыши – 1 метр. Но, если в местности значительная снеговая или ветровая нагрузка, крыша пологая или просто тяжелая (например, покрыта глиняной черепицей), тогда такое расстояние необходимо уменьшить до 60-80 см. А вот на крыше с уклоном более 45 градусов его можно даже увеличить на расстояние 1,2 м-1,4 м.

Почему это так важно? Давайте разберемся. Дело в том, что воздушный поток сталкивается на своем пути со стеной под крышей здания, и там происходят завихрения, после чего ветер ударяет в карнизный свес крыши. Получается, что ветровой поток как бы огибает скат крыши, но при этом стремясь ее приподнять. И в крыше в этот момент возникают силы, которые готовы ее сорвать или опрокинуть – это две наветренные стороны и одна подъемная.

Есть еще одна сила, которая возникает от давления ветра и действует перпендикулярно склону, стараясь словно вдавить скат крыши вовнутрь. И чем больше угол наклона ската кровли, тем больше имеют значение безопасные силы ветра и меньше касательные. А чем больше угол ската, тем реже нужно ставить стропила.

Понять, делать вам высокую крышу или пологую, поможет эта карта среднего значения ветровой нагрузки:

В российском климате на стандартную крышу дома значительную часть года воздействует такое атмосферное явление, как снег. И здесь тоже нужно учитывать, что снеговой мешок обычно скапливается больше на какой-то одной стороне крыши.

Вот почему в таких местах, где возможен снеговой мешок, нужно ставить спаренные стропильные ноги либо делать сплошную обрешетку. Проще всего определить такие места по розе ветров: с наветренной стороны ставят одиночные стропила, а с подветренной – спаренные.

Если вы впервые строите дом, тогда не найдетесь на собственную интуицию, а определите среднестатистическую снеговую нагрузку для своей местности по официальным данным:

Пункт 3. Вопрос утепления и стандартной ширины матов

Если вы планируете утеплять кровлю, тогда шаг стропил целесообразно ставить под стандартные размеры плит теплоизоляции, а это 60, 80 или 120 см.

Если потом подгонять утеплитель под уже существующие параметры крыши, будет много отходов, щелей, мостиков холода и прочих проблем.

Пункт 4. Качество и прочность используемого пиломатериала

Огромное значение также имеет то, какой именно материал вы используете для строительства стропильной системы. Так, для каждой породы древесины существует своя нормативная документация, которая касается ее несущей способности:

Т.к. для изготовления стропильной системы крыши в России чаще всего используется сосна и ель, их прочность на изгиб и особенности использования уже давно прописаны. Если же вы будете использовать древесину других пород, то нужно будет выводить поправочный коэффициент.

Кроме того, если на стропилах будут сечения, врубки или отверстия под болты, в этих местах нужно рассчитывать несущую способность бруска с коэффициентом 0,80.

Пункт 5. Расстояние между затяжками и балками перекрытия

Если крыша строится со связанными между собой стропильными фермами, и их нижний пояс используется одновременно в качестве балок перекрытия, тогда расстояние между фермами нужно делать в пределах 60-75 см, чтобы учитывать конструкцию будущего пола.

Пункт 6. Нагрузки на стропильные узлы

Итак, вот основные нагрузки, которые действуют на стропильную систему крыши:

Статические, куда входит вес самой стропильной системы, вес кровли, лежащего на крыше снега и доборных элементов.
Динамические, куда входит сила ветра, неожиданные повреждения кровли, вес человека и техники для ремонта и им подобные факторы.

И все они способны в определенный момент воздействовать на крышу одновременно, а поэтому и существует такое понятие, как критическое значение. Это именно то значение нагрузок, при котором крыша не выдерживает и деформируется.

Поэтому, если здание строится со значительными пролетами, то обязательно применяются стальные стропильные фермы. Дело в том, что напряжение в таких стержнях отсутствует, и вся нагрузка приходится на узлы – на них воздействуют сжимающие и растягивающие силы. А расстояние между такими фермами рассчитывается в зависимости от типа кровли и конструкции самой крыши.

Обычно унифицированную ферму ставят с пролетом, кратным шести, и поэтому между узлами фермы делается расстояние, кратное полутора метрам.

Пункт 7. Вес стропильной системы и кровельного пирога

Не забывайте, что главное предназначение стропил – удерживать на себе всю крышу, и ее вес при этом имеет немаловажное значение:

Пункт 8. Удобство монтажа кровельного покрытия

Влияет на расстояние между стропилами также такой фактор, как выбранное кровельное покрытие. Чем выше уклон крыши, тем больше кровельных материалов при этом будет использовано. А чем они тяжелее, тем чаще придется ставить под них стропила. И сплошная обрешетка также имеет свой вес:

У каждого вида кровли – свой оптимальный шаг стропил. Ведь многие стандартные листы по краям нужно крепить прямо в стропила или обрешетку, и важно, чтобы они совпадали. Иначе работа по покрытию кровли легко превратится в сущий ад на высоте, поверьте.

Вот почему даже перед началом монтажа нужно обязательно сделать раскладку, все несколько раз проверить. И знать некоторые важные тонкости по каждому из видов покрытий.

Определение нагрузок на крышу в целом и стропила в отдельности

Итак, мы определили, что, помимо других конструктивных факторов, на стропильную систему крыши одновременно действует целая совокупность нагрузок: вес обрешетки, шапка из снега, давление ветра. После того, как вы сложите все нагрузки вместе, обязательно умножьте их на коэффициент 1,1. Необходимо делать расчет на разрушение, т.е. на полную нагрузку, которая действует на крыше, плюс небольшой запас. Так вы сможете заложить дополнительную 10% прочность на случай непредвиденных обстоятельств.

Теперь остается только разделить общую нагрузку на планируемое количество стропил и выяснить, справится ли каждое из них со своей задачей. Если кажется, что конструкция будет хилой – смело добавьте 1-2 стропила в общее количество, и вы будете спокойны за свой дом.

Стандартная конструкция крыши – это стропила, решетчатые прогоны, и каждый из этих элементов срабатывает только на ту нагрузку, которая давит именно на него, а не на всю крышу в целом. Т.е. на каждое отдельно взятое стропило действует своя нагрузка: общая, но поделенная на количество стропильных ног. Поэтому изменением шага стропил вы изменяете площадь и силу нагрузки – уменьшая ее или увеличивая. Если же менять шаг стропил вам неудобно, поработайте с параметрами сечения стропильных ног, и общая несущая способность крыши увеличится в разы:

При этом расчете старайтесь добиться, чтобы самое длинное стропило было у вас в проекте не более шести с половиной метров, в противном случае – наращивайте их по длине. Для чего это нужно? На крышах с уклоном скатов до 30 градусов стропила — так называемые «сгибаемые элементы». Т.е. они работают именно на изгиб, и к ним есть определенные требования. А возможность прогиба стропил рассчитывают по специальной формуле. Если результат превышает норму, тогда стропила увеличивают по высоте и делают новый расчет.

А вот на крыше с уклоном скатов более 30 градусов такие стропила будут считаться «сгибаемо-сжатыми» элементами. То есть, стропила не только немного прогибаются под весом крыши, но и сдавливаются от конька к мауэрлату. Кроме того, на растяжение необходимо проверить и ригель, который обычно сдерживает две стропильные ноги.

Как видите, с подобными расчетами справится даже далекий от строительства человек. Главное – все учесть, быть внимательным и готовым потратить немного больше времени на проектирование, чтобы потом вся работа прошла быстро и четко.

Расстояние между стропилами под металлочерепицу

Осуществляя монтажные работы, очень важно правильно определить шаг стропил под металлочерепицу. Важно понимать, что производить подобные расчеты довольно сложно и именно от того, насколько правильно все будет сделано, напрямую зависит уровень прочности кровли. Многие специалисты утверждают, что именно от уровня надежности крепления металлочерепицы к стропилам зависит эксплуатационный срок не только крыши, но и самого строения. В результате того, что металлочерепица имеет довольно большой вес, стропильная система должна быть крепкой. Кроме этого, укладывать кровельный материал новички не смогут. Для того чтобы правильно осуществить монтажные работы, рекомендуется ответственно подойти к расчету шага стропильной системы.

Устройство стропильной системы под металлочерепицу

Стропильную систему под металлочерепицу своими руками выполнить не так сложно, как произвести соответствующие расчеты. Важно понимать, что вид используемой системы полностью зависит от типа кровли. На сегодняшний день самым популярным вариантом считается стропильная система для двускатной крыши под металлочерепицу. Такие стропильные системы, как показывает практика, отлично подходят для установки металлочерепицы на крышу жилого помещения. Для обустройства стропил используют деревянные бруски разной длины – выбор, как правило, напрямую зависит от длины ног. Многие специалисты рекомендуют обратить внимание на то факт, что необходимо правильно выбрать угол наклона, который может варьироваться в пределах от 15 до 30 градусов – данное значение считается оптимальным.

Расчет расстояния между стропилами для металлочерепицы

Шаг стропилы под металлочерепицу – расстояние от одной стропильной ноги к другой, если выражаться иначе, то данное расстояние кровельщики называют шагом стропильной системы. Данное расстояние напрямую зависит от выбранного типа покрытия кровли. Как показывает практика, для всех кровельных материалов, в том числе и для металлочерепицы, данный размер варьируется в пределах от 0,6 до 1,2 м. Однако важно понимать, что лучше всего осуществлять точные расчеты расстояния для каждого материала отдельно – обязательно должен быть индивидуальный подход.

Перед тем как приступить к монтажным работам, необходимо не только определить расстояние между стропилами, но и понять, какое количество материала потребуется для ног. Чтобы узнать шаг стропил двускатной крыши под металлочерепицу либо односкатной, рекомендуется придерживаться следующих рекомендаций:

Первым делом высчитывают длину ската кровли из металлочерепицы. Замеры, как правило, осуществляют по карнизу крыши.
После этого имеется возможность выбрать произвольный шаг. Важно брать во внимание тот факт, что пределы шага для металлочерепицы могут варьироваться от 0,6 до 1 м. Например, изначально возникла необходимость придерживаться расстояния в 0,8 м. Длину ската стоит разделить на выбранное значение для шага стропильной системы. Допустим, что длина ската составляет 12 м, получается, что 12/0,8 и получается 15. После этого к полученному значению потребуется прибавить 1. В том случае, когда число получается дробным, то его обязательно стоит округлить в большую сторону. Таким образом, получается 15+1=16. Данное значение показывает, сколько именно на кровле должно быть установлено стропильных ног. Затем потребуется взять длину ската и разделить ее на полученное количество ног. Получается, что 12/16 и получается 0,75 м.

Многие специалисты рекомендуют доверить данные работы профессионалам, что позволит получить в дальнейшем желаемый результат. Важно понимать, что имеется высокая вероятность того, что будут допущены ошибки, что в конечном итоге негативно скажется на готовой конструкции крыши.

Установка стропил под металлочерепицу

Так как монтажные работы осуществляются на большой высоте, то при необходимости собрать каркас для несущей стропильной системы можно на земле, после чего поднять и зафиксировать ее на крыше. Для этих целей оптимальнее всего создать специальный шаблон либо схему стропильной системы под металлочерепицу из досок, согласно которой будет выполняться монтаж.

Весь процесс осуществляется поэтапно:

Первым делом доски поднимают над стеной строения, выравнивают и фиксируют при помощи гвоздей.
Согласно проекту должно быть осуществлено выравнивание досок под определенным углом наклона, после чего происходит надежная фиксация всех элементов.
В конечном итоге должна быть получена конструкция, которая по внешнему виду и форме напоминает стропильную систему. Изготовление обязательно должно выполняться с учетом произведенных расчетов.
Затем необходимо опустить шаблон на землю и установить все чистовые элементы.

Не стоит также забывать про установку опорных элементов, а именно, мауэрлата. Укладка выполняется на несущие стены в продольном положении. В качестве крепежных элементов используют специальные шпильки либо катанки.

Следующим этапом является монтаж конькового прогона, который используется в качестве опорной части для всех кровли. Для работ потребуется использовать брус либо отесанное бревно. В тех случаях, когда длина ската не превышает 6 м, то можно обойтись без дополнительных опорных элементов.

Когда установка всех элементов подошла к концу, можно приступать к монтажу и дальнейшим монтажным работам по обустройству стропильной системы согласно прилагаемому шаблону.

Мауэрлат можно закрепить несколькими способами:

жестким соединением – в данном случае должен быть использован брус либо уголки, намного реже используют гвозди и скобы, особенностью является тот факт, что потребуется дополнительно привязывать стропила к стене, используя для этих целей анкера;
скользящий способ – в таких случаях должно быть создано шарнирное соединение, выполнить его можно благодаря стыковке элементов с запилами.

Во время работы должно соблюдаться расстояние шага стропильной системы.

Советы и рекомендации

Выбирая шаг стропил для металлочерепицы, стоит обратить внимание, что расстояние не должно быть меньше минимально допустимого значения и больше максимально допустимого значения, то есть, оно может варьироваться в пределах от 0,6 м до 1,2 м.

Если было принято решение выбрать расстояние от 0,6 до 1 м, то длина стропил в данном случае не должна быть больше 6 м. В том случае, если она будет уменьшена, допускается сделать разбежку до 1,2 м.

Если ноги стропильной системы будут установлены чаще, чем через 0,6 м, то это будет способствовать только существенному утяжелению кровли и, как правило, увеличению расходов. При необходимости расстояние может составлять и 1,2 м, но важно понимать, что в таком случае уровень несущей способности будет существенно уменьшен, что негативно скажется на конструкции из металлочерепицы.

При необходимости можно увеличить уровень прочности, то для этого потребуется выполнить сплошную обрешетку из древесных плит. В таких ситуациях шаг может варьироваться в пределах от 0,2 до 0,3 м. Данный вариант используется крайне редко, так как для его реализации требуется намного больше вложений.

Интервал в 1,2 м практически никогда во время осуществления монтажных работ не используется. Обусловлено это тем, что несмотря на довольно высокий уровень прочности, металлочерепица начнет провисать под тяжестью снега в зимний период времени либо при сильных порывах ветра.

Немаловажным значением является и сечение используемого бруса для обустройства стропильной системы. Именно от него зависит, какое расстояние будет выбрано. Оптимальным вариантом считается выбор деревянных брусков, имеющих сечение 150*150 мм, при этом обрешетка может быть установлена с интервалом от 4 до 7 см. В данном случае рекомендуется брать во внимание шаг поперечной волны.

Заключение

Шаг стропил под металлочерепицу можно определить только после того, как будут осуществлены соответствующие расчеты. Важно понимать, если расстояние будет довольно маленьким, это способно существенно увеличить расход материала и бюджет проекта, а если расстояние будет сделано слишком большим, то в процессе эксплуатации кровельный материал начнет провисать, что приведет к деформации металлочерепицы.