Как рассчитать размеры стропильной фермы

Крыши бывают разных стилей, но самый простой в строительстве - не считая плоских или односкатных крыш - вероятно, с открытым фронтоном. При правильной конструкции с использованием правильного оборудования фермы открытой двускатной крыши равномерно распределяют нагрузку на крышу и не требуют никакой поддержки, кроме стен. Чтобы рассчитать размеры фермы, вы можете применить теорему Пифагора, потому что каждая ферма может быть уменьшена до пары прямоугольных треугольников, расположенных спиной к спине.

Кровельщики называют расстояние между внешними сторонами стен, которые будут поддерживать крышу, «пролетом», а половину этого расстояния они называют "запустить." Прогон образует основание прямоугольного треугольника с высотой, равной «подъему» крыши, а гипотенуза образована "стропила". Большинство крыш нависают над боковыми стенами на небольшую величину - от 12 до 18 дюймов - и это важно учитывать при расчетах. длина стропила.

«Уклон» крыши, то есть величина ее уклона, является важным параметром, и хотя математики выражают это как угол, кровельщики предпочитают выражать его как отношение. Например, крыша, которая поднимается на 1 дюйм на каждые 4 дюйма горизонтального расстояния, имеет уклон 1/4. Оптимальный шаг зависит от кровельного покрытия. Например, битумная черепица требует минимального шага 2/12 для надлежащего дренажа. В большинстве случаев уклон не должен превышать 12/12, иначе по крыше становится слишком опасно ходить.

После измерения пролета крыши следующим шагом при проектировании двускатной крыши является определение подъема на основе желаемого кровельного материала и других конструктивных соображений. Это определение также влияет на длину стропил крыши. Рассмотрение всей фермы как пары расположенных спиной к спине прямоугольных треугольников позволяет вам основывать вычисления на теореме Пифагора, которая говорит вам, что² + b² = c², где a - пролет, b - подъем, c - длина стропила.

Если вы уже знаете высоту подъема, легко определить длину стропил, просто подставив числа в это уравнение. Например, для крыши, которая охватывает 20 футов и поднимается на 7 футов, необходимы стропила, которые являются квадратным корнем из 400 + 49 = 21,2 фута, не считая дополнительной длины, необходимой для свесов.

Если вам неизвестен подъем крыши, вы можете узнать угол наклона, основываясь на рекомендациях производителя для кровли, которую вы планируете использовать. Этой информации все еще достаточно, чтобы рассчитать длину стропил по простому соотношению.

Иллюстрация проясняет это: предположим, что желаемая высота тона составляет 4/12. Это эквивалентно прямоугольному треугольнику с основанием 12 дюймов, что составляет 1 фут, и подъемом на 4 дюйма. Длина гипотенузы этого треугольника равна квадратному корню из² + b² = 12² + 4² = 144 дюйма + 16 дюймов = 12,65 дюйма. Преобразуем это в футы, потому что длины пролета и стропил измеряются в футах: 12,68 дюйма = 1,06 фута. Следовательно, длина гипотенузы этого маленького треугольника составляет 1,06 фута.

Предположим, что основание реальной крыши составляет 40 футов. Вы можете установить следующую эквивалентность: основание треугольника / основание реальной крыши = гипотенуза треугольника / гипотенуза крыши. Подставив числа, вы получите 1/40 = 1,06 / x, где x - требуемая длина стропил. Решая для x, вы получаете x = (40) (1,06) = 42,4 фута.

Теперь, когда вы знаете длину стропила, у вас есть два варианта определения подъема. Вы можете установить аналогичное соотношение или решить уравнение Пифагора. Выбирая вариант 2, мы знаем, что рост (b) равен квадратному корню из c² - а², где c - длина стропила, а - пролет. Следовательно, рост равен: корень (42,4² - 40²) = корень (1797,8 - 1600) = 14,06 футов.