Прошу помощи в расчете стропильной системы

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Здравствуйте, уважаемые форумчане!
Строю дом своими силами, на весну планируется постройка крыши. Поскольку специальных знаний и навыков нет, разбираюсь во всем сам и нужна помощь специалистов, чтобы не "наломать дров".
Итак, по порядку: одноэтажный дом из ГБ с холодным чердаком на малозаглубленной ленте. Внешние стены ГБ D400 B2.5 400мм, внутренние несущие D500 B3.5 250мм, по всем стенам замкнутый ж/б армопояс. Размеры несущих стен:

Перекрытие по деревянным балкам 50х200 с шагом 0,59м.
Крыша двускатная с углом 22,5гр. Покрытие фальц или металлочерепица.
снеговой район - III - 1.8 кПа или 180 кг/м²
Ветровой район- I 32 кг/м² (по ветровому р-ну разные картинки/таблицы разные числа дают)
Расчетная нагрузка на кровлю Q≈280 кг/м²
Рассчитываем сечение стропил.
Сбор нагрузок:

расчет стропил:

Без дополнительной опоры стропила 50х200 не проходили с шагом 0,6м, а с опорой 50х150 проходят с шагом 0,8м.
На вопрос как организовать доп. опоры сначала ответил - поставить подстропильные ноги/укосины (если не правильно называю элементы - поправьте):

Но такой вариант не нравиться, потому что чердак хоть и не эксплуатируемый, но удобство перемещаться по нему сохранить хочется, ну и по старинной народной традиции он рано или поздно превращается в склад ненужных сейчас вещей (который потом обязательно пригодятся).
Поэтому решено делать дополнительные прогоны.
Расчет нагрузки на прогоны.
Коньковый прогон
по общей нагрузке на кровлю:
площадь проекции кровли: S= 11.4м*16.5м≈188м² (с учетом свесов кровли)
нагрузка на коньковый прогон = S/3*Q= 188 м²/3*280 кг/м²≈17500кг
распределенная нагрузка на прогон: q=17500кг /16.5м≈1060кг/м
по нагрузке (реакции) от стропил (по данным из Exel файла):
Нагрузка от 1 стропила: 203кг, шаг стропил: 0,8м, кол-во стропил: 16,5/0,8≈21шт
общая нагрузка на прогон: q=203*21= 4263кг
распределенная нагрузка на прогон: q=4263 кг/16.5м≈260кг/м
стропила с двух сторон опираются q=260кг/м*2=520 кг/м
Дополнительные прогоны
по общей нагрузке на кровлю:
нагрузка на промежуточный прогон = S/6*Q= 188м2/6*280 кг/м²≈8800кг
распределенная нагрузка на прогон: q=13090кг /16.5м≈530кг/м
по нагрузке (реакции) от стропил (по данным из Exel файла):
Нагрузка от 1 стропила: 606кг, шаг стропил: 0,8м
кол-во стропил: 16,5/0,8≈21шт
общая нагрузка на прогон: q=606*21= 12726кг
распределенная нагрузка на прогон: q= 12726кг/16.5м≈770кг/м

Тут мы видим что подходы к расчету нагрузок по реакции от стропил и общей нагрузки по проекции кровли дают разные результаты. Мне представляется что данные по реакции от стропил достовернее, в дальнейших расчетах их и примем.

Расчет сечения прогонов
Коньковый прогон
Принимаем шаг опор конькового прогона L =3м (опираем на несущую центральную стену)
расчетный изгибающий момент Mmax = q*L2/8 = (0,52*3*3)/8=0,585т/м
момент сопротивления поперечного сечения W= Mmax/Rизг =0,585*100000/130≈450см3
принимаем ширину балки B =10
h1 = √(6*W/b)= √(6*450/10)=16,5см
принимаем 10х200

Дополнительные прогоны
Тут ситуация с опорами несколько сложней, расстояния между несущими стенами («в свету»): на западном скате 3,95м, 5,3м, 4,2м; а на восточном 6,3м и 7,4м.
для пролета 5,3м не проходит «разумное» сечение прогона (строю в одиночку, поэтому совсем большие балки таскать не хочется)
необходима доп. опора прогона. пробуем рассчитать
Нагрузка на участок прогона 5,3м: q (5.3)=770кг*5,3м=4081кг
принимаем нагрузку по середине прогона =1/3q (5.3)= 4081/3=1360кг
передаем эту нагрузку на сдвоенную балку перекрытия 50х400 (2*50х200), получаем, что опора (балка) выдерживает нагрузку.

делим все пролеты доп. прогонов на участки:
западный скат: 2+2+2,7+2,7+2,2+2,2
восточный скат: 2,1+2,1+2,1+2,5+2,5+2,5
максимальный пролет 2,7м

принимаем те же 10х200.
Получается вот такая подстропильная конструкция:

по краям прогоны опираются на фронтоны из ГБ.

Либо в качестве дополнительных прогонов использовать прямоугольную ферму, но я беглым поиском не нашел вменяемой методики ее расчета.

Прошу специалистов и не равнодушных прокомментировать мои расчеты, указать на ошибки. Рад любой конструктивной критике и предложениям!

 

Прогоны и стойки опирать на балки перекрытия не желательно...)

 

Об этом знаю. Это вынужденное решение. Никто не мешает эти балки не рассматривать как балки перекрытия, а считать опорными элементами кровли)

 

Значит, принимаем, что все эти стойки проходят насквозь через первый этаж. Так?

P. S.

1. Снеговая норма в III районе = 150 кг/м2 (а не 180)
2. Уменьшите шаг стропил до 640 мм.
3. Вы берете пролет стропил 4700 мм., но если уточнить, и сдвинуть мауэрлат ближе к центру здания, то пролет окажется 4550 мм.

И вот тут, стропило 200*50 проходят, без дополнительных прогонов.

 

Соедините балки по длине между собой для работы в виде затяжки, поставьте стойки с подкосами для усиления конькового бруса, затяжка вверху тоже не помешает и дополнительные прогоны не нужны.
Расчётом прикиньте, конечно... Лучше в Лире, чтоб оценить распор.)
В Вашем варианте - натяжные потолки под "опорными" балками.)

 

Да.
S/3 и S/6 - нереальные значения. Если бы не было свеса, на средний прогон приходилось бы 62.5% нагрузки, со свесом - порядка 50%. Замените в "Нагрузках" снеговую 180 на 150, и уточните нагрузки.

Пргогоны, на которые приходится порядка половины нагрузки от кровли, на пролетах типа 7.4 м, "обычным" деревом вы не сделаете. Прислушайтесь к совету, и постарайтесь обойтись без них.

Опять же, в середине пролета не 1/3q, а те самые 62.5%.

 

Это кому рекомендация?

 

Это рекомендация @MalT86, прислушаться к Вашему совету, и постараться сделать крышу на одном коньке, без дополнительных прогонов. Которые, по сути, некуда опереть.
Чердак холодный, можно стропила и через 50 см поставить, и стойки под конек почаще.

 

Действительно, при снеговой 150кг/м² стропила проходят, хоть и с минимальным запасом, при шаге стропил 0,6м.

пролет 4.7м - это расстояние от центров внешней и внутр. стен. Мауэрлат размещен сейчас по центу стены. 4550мм это если мауэрлат поставить по внутренней части стены. Или пролет следует считать не в осях а в "свету"?

 

Не понял о каком распоре речь. У меня насланные стропила. Балки опираются на армопояс, далее ряд блоков, а на них мауэрлат.

 

О том распоре, который со временем может "разворошить" Ваш пирог на стенах и составные балки.
Вот для его снижения Вы и пытаетесь поставить боковые прогоны и придётся соединить балки между собой и тяжами со стопилами. Но

Да и для соединения балок между собой нужно знать величину распора.
В простеньких программах его сложно определить. Без Лиры - гадание на кофейной гуще.
Даже при небольших снеговых нагрузках распор может быть не хилым.

Стены и фундаменты у Вас заточены под коньковый брус, частые стойки и затяжки.
Хотите свободные помещения на чердаке или в будущем "комнату для тёщи", придётся вместо обычных прогонов поставить фермы или металлические балки с выгибом вверх ("опорные элементы").
Тогда и коньковый брус не нужен.

 

Разве стропильная система с опорой на коньковый прогон и мауэрлат передает распор на стены?
Если так, то как мне посчитать величину распора?

С Лирой не знаком, и доступа к ней нет.

Свободное помещение на чердаке не является самоцелью, и никаких комнат там не будет точно, просто потенциальный "хламовник" с относительно удобным перемещением по нему.

Идея с фермами мне нравиться, только как их посчитать, беглый поиск дал очень уж большие и сложные методики расчета, боюсь не осилю.

не понял про "тяжами"

 

Чтоб балки работали как затяжки. Это судя по Вашей схеме, как вариант...

Если правильно рассчитаете шаг стоек и сечение конькового прогона, распор будет минимальным (только от податливости узлов стропилки и временных нагрузок).

Могу в личке показать как изменяется распор в зависимости от расположения опор (стойки под конём и при боковых прогонах на примере для Москвы) и пример дома с трещинами при косяках в вальме, иначе Вы так и будете задавать вопросы начитавшись букварей...)

 

Вот и лАдушки, а то распор, распор... Откуда?

Пролет считается "в свету" между опорами.

 

Обновленный расчет:
Снеговую нагрузку принимаем 150 кг/м²
Пролет считаем "в свету" между опорами, получается пролет 4,6м
тогда нагрузки:

получаем расчет стропил:

стропила 50х200 проходят с минимальным запасом с шагом 0,6м
Коньковый прогон:
Нагрузка от 1 стропила: 320кг, шаг стропил: 0,6м, кол-во стропил: 16,5/0,6≈28шт
общая нагрузка на прогон: q=320*28= 8960кг
распределенная нагрузка на прогон: q=8960 кг/16.5м≈543кг/м
стропила с двух сторон опираются q=526кг/м*2=1086 кг/м
принимаем шаг стоек (опор конькового прогона) =2м

получаем сечение прогона 10х200