Стропильная ферма — выбор схемы

Особенности монтажа

Установку на крышу здания нужно выполнять с учётом некоторых особенностей. Если сборка будет проводиться на земле, то расчёт деревянной фермы нужно провести до начала процесса сборки — на стадии проектирования.

Технологические решения монтажа:

• Мауэрлат — располагается сверху несущих стен. На него должны опираться «ноги» стропильной фермы.
• При расстоянии пролёта между стенами менее 6 метров можно не устанавливать дополнительные промежуточные подпорки.
• Для деревянных ферм пролётом 12 метров требуется устанавливать промежуточную подпорку. При большей длине пролётов подпорок должно быть 2.
• Начинают монтаж с установки промежуточных подпорок. Затем монтируют лежни и подкладные доски.
• Стойки выверяют отвесом перед тем, как закрепить. Фиксировать их нужно специальными раскреплениями.
• Монтаж подпорок и обрешётки — это завершающий этап.

Конечные эксплуатационные характеристики зависят от типа деревянной стропильной фермы и качества монтажных работ.

Разметка стропил — это тот элемент, на который требуется обратить повышенное внимание при самостоятельном изготовлении. Все работы нужно проводить на земле, чтобы было удобно работать

Элементы опирают на специальные козлы, которые позволяют удобно размещать конструкцию. Перед закреплением готовой фермы на крыше следует использовать временное крепление для проверки точности изготовления.

Основные виды металлических ферм

Стальная ферма имеет небольшой вес, если сравнивать её с цельными балками. На её производство уходит значительно меньше металла, но от этого несущая способность не становится хуже. Если говорить о конструкции и распределении нагрузок, то они делятся на два вида.

Основные типы:

• Лёгкая ферма. Она также называется плоской. Является структурой, где раскосы, пояса, а также стойки расположены в одной плоскости. Данный вариант способен нести исключительно вертикальную нагрузку, а для повышения устойчивости к боковым воздействиям сооружения укрепляются поперечными погонами. Дополнительно могут быть использованы диагональные связи.
• Структурные фермы (тяжёлые). Их монтируются из комплекта раскосов, которые берут начало в одном узловом соединении и расходятся по 3-4 сторонам. Они могут быть оснащены несколькими нижними и верхними поясами.

Именно структурные устройства тяжелее собирать, что приводит к некоторым сложностям при монтаже. При этом они могут отлично нести как вертикальную, так и боковую нагрузку. В них не нужно дополнительно устанавливать прогоны для того, чтобы металлоконструкции связывались друг с другом. Их обычно применят для цельного перекрытия больших и широких пролётов, которые имеют малое число опорных колонн.

Отдельно следует рассмотреть формы, которые имеют стропильные фермы из металла

Эта одна из ключевых характеристик, на которую необходимо обращать внимание при выборе изделия

Виды строительных ферм из металла:

• Классические, также называются арочными. В них верхний и нижний пояса соединены друг с другом рёбрами жёсткости. Изделия из данной группы тоже бывают разных типов, а отличаются они по радиусу. Он определяется особенностями будущей крыши.
• Параллельные. Они считаются дешёвыми и наиболее простыми. Их главная особенность в том, что для производства применяются одинаковые элементы. Обычно они используются для зданий с мягкой и плоской кровлей. Также данный вид применяется для мостов и эстакад.
• Треугольные односкатные. Они тоже широко распространены, а используются обычно для крыш с крутыми скатами. Обычно применяются в качестве стропильной системы, а простая сборка имеет некоторые минусы. У данной формы острый опорный узел и длинные стойки. По этой причине при производстве расходуется много материала.
• Треугольные односкатные. Данный вид тоже применяется для крыши с крытыми скатами, и он даже больше подходит для этой цели. Минус в том, что производство более сложное, а после него остаётся много отходов.
• Трапецеидальные. Они имеют простую конструкцию, а подходят для кровли, которая отличается тяжёлым настилом. В данном случае пояса прямые, но верхний имеет уклон в одну сторону (угол может быть разным). Если использовать данный вид вместе с колоннами, тогда удастся сделать жёсткий каркас для здания. У данного типа нет средних длинных стоек, поэтому не требуется большой уклон.
• Полигональные. Они напоминают предыдущий вид и имеют такое же назначение. Основная разница в том, что монтаж более сложный. Имеют непростую конструкцию, долго собираются. Из их преимуществ можно выделить возможность выдерживать большую вертикальную нагрузку. Они обычно применятся для перекрытия тяжёлых зданий.

Если типы стропильных ферм из металла понятны, то остаются вопросы по поводу решёток. Они тоже делятся на виды. Есть треугольная, которая считается наиболее жёсткой и эффективной системой в конструкции, которая отличается треугольными, параллельными и трапецеидальными очертаниями.

Также есть раскосная решётка. Они имеет длинные раскосы, которые сразу работают на растяжение и сжатие. Следует отметить, что стойки, расположенные вертикально, влияют только на сжатие. Помимо этого, есть и другие виды решёток – шпренгельные, крестовые.

Разновидности ферм из металла имеют своё предназначение. При выборе нужно правильно определиться с типом конструкции, с её ключевыми характеристиками. Если этого не сделать, тогда конкретное изделие может не подойти для выполнения определённой задачи.

Стропильные фермы для односкатной кровли

Порядок проведения работ при установке фермы на односкатную кровлю следующий:

• рассчитывается величина перепада несущих стен по формуле H = Ш х tg L, где H – это искомый результат, Ш – расстояние между противоположными стенами, а tg L – тангенс угла, под которым возводится кровля;
• в зависимости от того, какие бывают стропила из дерева и какие необходимы, производится их заготовка и обработка специальными пропитками (читайте: «Деревянные стропила — виды и особенности»);
• далее выполняется монтаж мауэрлата, толщина которого должна соответствовать толщине опорных стен. Эту балку необходимо жестко закрепить и качественно гидроизолировать, соблюдая строго горизонтальное расположение;
• затем на мауэрлате делают разметку, согласно которой будет произведена установка стропильных ног и вырезают для них выемки;
• в ряде случаев при сборке конструкции производится сращивание стропил по длине (читайте: «Стропила для крыши: проектировка»);
• готовые фермы укладывают таким способом, чтобы они выступали за поверхность балки для опоры на 30 сантиметров, закрепляют их с использованием болтов и скоб;
• потом производится монтаж подпор и выполняется обрешетка. Подпоры необходимы, когда длина стропильных ног превышает 4,5 метра. Сверху стропил для обрешетки набивают планки. Часто для создания стропильной фермы необходима стыковка стропил по длине – ее осуществляют на участке, где изгибающий момент минимален.

Выполнять работы на крыше самостоятельно надо исключительно в простых случаях, таких как, к примеру, строительство крыши гаража, бани или хозяйственных построек, а также когда производится замена стропил крыши, во всех других случаях работу следует доверить профессионалам. Интересная статья: «Тесовые крыши — устройство».

Подстропильные системы

Подстропильные конструкции применяются не так часто, в основном, при необходимости сооружения мансардных помещений и в тех случаях, когда шаг колон намного превышает шаг несущих конструкций. Для этого используются подстропильные балки и фермы с длиной в 12 метров, хотя возможно при необходимости увеличивать и до 18-24 метров.

Подстропильные балки применяются с балочными стропилами. Первые имеют пучковую арматуру, чтобы облегчить массу и обеспечить большую надежность (для железобетонных конструкций). Такие конструкции устанавливают на колонны, соединяют со стропильной конструкцией при помощи анкеров, для металлических балок используется дополнительно сварка.

В каком случае применяются подстропильные конструкции?

Подстропильные конструкции применяются в зданиях, которые имеют поперечно расположенные внутренние несущие стены либо две поперечные. В этом случае подстропильные конструкции будут состоять из уложенных вдоль крыши балок (сквозных прогонов), которые опираются на лежень через брусья стоек, далее они имеют упор уже на стены. Применяется конструкция и без прогонов, в этом случае все стойки будут подводиться под каждую отдельную стропильную ногу.

Коньковый узел делают при помощи стыковки стропильных ног наверху с перевязкой стальными либо деревянными накладными. Стоит отметить, что здесь нет прогона, вместо него используется система распора.

Именно использование такой конструкции и делает возможным сооружение мансардных крыш (при введении стоек под стропильные ноги). Но это подразумевает, что подстропильная конструкция будет оказывать дополнительную нагрузку на перекрытие строения, поэтому есть необходимость усиления. Но это не значит, что такая крыша будет неустойчивой – возможность монтажа расшивки с внешней стороны стоек, крепеж к низу каждой стропильной ноги добавляет надежность всей конструкции.

Дом вашей мечты

Многие люди мечтают жить в деревянном доме. И эту мечту вы осуществите, обратившись в нашу компанию. Схема возведения дома выглядит следующим образом:

• разработка проекта;
• изготовление деревянных материалов;
• сооружение фундамента;
• сбор деревянной конструкции;
• установка перегородок, дверей, окон;
• проведение коммуникаций;
• отделочные работы.

По этой же схеме возводится баня «под ключ» и другие виды сооружений, как жилых, так и общественных. Что касается материалов, то для деревянных зданий больше всего ценятся хвойные породы – сосна, ель, лиственница. Дома возводятся с бревен или бруса. Специалисты утверждают, что производство клееного бруса позволяет получить высококачественный, прочный и надежный материал, который имеет приемлемую стоимость.

Гарантия качества

Все виды работ, осуществляемые нашей компанией, производятся в соответствии норм и стандартов современного строительства России и Европы. Это возможно благодаря использованию высококачественных материалов, современного оборудования и инновационных технологий. На все возведенные сооружения наша компания дает гарантию два года.

Обращаясь в нашу фирму, вы сможете заказать строительство домов и бань, приобрести качественные материалы, а также получить консультацию специалистов. Любое ваше пожелание будет воплощаться под надзором координаторов. Вы будете удовлетворены сотрудничеством с нашим предприятием, а мы предложим вам лучшие варианты, которые есть в мире деревянного домостроения.

Устойчивость крыши напрямую зависит от прочности несущего каркаса, в основе которого находится стропильная ферма. Этот элемент конструкции должен выдерживать серьезные нагрузки.

К таким нагрузкам относится вес кровельного пирога, масса снега в зимний период, а также ветровые нагрузки. Как правило, стропильные фермы изготавливают из древесины, но есть и прочие варианты.

Для их сооружения используют бруски, рейки или лес- кругляк. Некоторые детали ферм из брусьев можно скреплять методом врубки. Изготовленные из реек элементы крепят болтами или гвоздями.

В состав стропильной системы входят наслонные и , коньковые прогоны, мауэрлат, боковые подкосы, раскосы, диагональные связи. Связанные друг с другом элементы формируют стропильную ферму. Она имеет форму треугольника, зачастую собранного из нескольких треугольников.

Несущая часть крыши образуется стропильной системой. Угол, под которым их крепят, соответствует углу уклона крыши. Опорой для стропильных ног служит мауэрлат, уложенный на стену.

Вверху соединяются подконьковый брус и другие концы стропил. В этом месте будет располагаться кровельный конек. Шаг между стропилами выбирают в зависимости от сечения стропил, от кровельного материала и прочего. Этот интервал, как правило, составляет 0,8 — 2 метра.

Особенности расчета крышных ферм

Нагрузки, действующие на кровлю, обязательно учитывают, когда определяют форму и выполняют расчет деревянной фермы. Без этого не удастся создать надежную конструкцию. Нагрузки, действующие на крышу, делят условно на три категории:

1. Временные нагрузки, возникающие из-за скопления снежной массы, воздействия ветра, передвижения людей во время выполнения каких-либо работ.
2. Постоянные нагрузки, причиной появления которых является вес материалов, используемых для покрытия конструкции.
3. Особые нагрузки, включая силы, возникающие в результате движение пластов Земли.

Для расчета нагрузки от снега применяют формулу S=Sg*μ. Для определения Sg используют специальные таблицы и карты. В них указаны величины снеговой нагрузки для конкретных регионов. Они имеют условные значения. При определении коэффициента μ учитывают угол наклона конструкции.

Специальная карта для определения снеговой нагрузки в разных регионах России Источник konspekta.net

Расчет ветровой нагрузки тоже имеет свои нюансы. При ее определении учитывают:

• высоту дома;
• нормативное значение нагрузки от ветра для конкретного региона;
• место, где возводится постройка (открытая территория или участок между зданиями).

Производство железобетонных ферм

Арочные безраскосные, они удобны в изготовлении. Армирование узлов у них проще. Пространство в ферме можно удобно использовать для коммуникаций и технических этажей. Они широко применяются при покрытии зданий со скатной, с плоской крышей или кровлей с малым уклонном. Готовят данные конструкции из высокопрочных бетонов класса B30-B60 с армирующим поясом. Для нижнего пояса используется стержневая арматура класс АIV-АтV, высокопрочная проволока ВрII, арматурные канаты К7, К19. Для предотвращения появления продольных трещин, возникающих по технологическим причинам, окаймляется напрягаемая арматура легкими проволочными каркасами. Длина таких каркасов принимается до 3 м, для беспрепятственного равномерного обжатия нижнего пояса.

С помощью сварных каркасов из арматуры армируется верхний пояс и элементы решетки. В опорных узлах устанавливаются, согласно расчету, по 2 плоских с поперечной рабочей арматурой каркаса. Такие каркасы дают прочность по наклонным сечениям. Промежуточные узлы нижнего и верхнего поясов армируются с помощью сварных каркасов, которые состоят из поперечных стержней 6-10 мм диаметром и шагом 100 мм, а также благодаря окаймляющему цельногнутому стержню диаметром 10-18 A-III. Готовую стропильную конструкцию фермы перевозят на специальных транспортных средствах, таких как фермовоз ФКП-16. Из-за того что все большее применение получает употребление стальных облегченных конструкций, железобетонные фермы нес­колько теряют спрос. Однако необходимость применения желе­зобетонных конструкций по противопожарным требованиям потребует дополнительных объемов производства железобетонных стропил в ближайшее время.

Советы по выбору материала для стропильной фермы

Самым главным моментом выбора стропильной конструкции является подбор строительного материала, который может обеспечить требуемую степень прочности, жесткости, надежности. Значение имеет и ценовая категория, к которой относится материал.

Деревянные фермы

Стропильные фермы на основе дерева являются наиболее популярным вариантом, который соответствует большинству предъявляемых к конструкции требований.

Их применяют в следующих случаях:

• при устройстве кровель мансардного типа;
• при возведении коммерческих, сельскохозяйственных, спортивных, промышленных объектов;
• во время восстановления плоских кровель сооружений разного назначения;

Основными достоинствами деревянных стропильных ферм по отношению к другим разновидностям таких конструкций являются:

• простота процесса производства и его автоматизированность;
• короткие сроки выполнения работ по проектированию;
• легкость осуществления монтажа (благодаря наличию готовых элементов конструкции);
• широкая перспектива реализации самых необычных дизайнерских решений в плане формы, конфигурации и т.д.;
• сравнительно небольшой вес;
• возможность применения в случае пролетов больших размеров (наибольшая длина может составлять 18 м);
• возможность утепления и простота его осуществления;
• отличные эксплуатационные качества и технологические характеристики;
• принадлежность к первой категории пожаробезопасности (материал проходит соответствующую обработку в заводских условиях);
• соответствие требованиям экологической безопасности.

Специфика металлических стропильных ферм

Для обеспечения повышенной жесткости применяют стропильные системы на основе металла. Этот вариант максимально подходит при устройстве стропильных ферм значительной длины (более 10 м). В таких случаях из стали изготавливаются не только стропила, но также брус мауэрлата и коньковые опоры. Укладка производится не с помощью деревянной соединительной детали, а посредством швеллера. Для крепления стропильных ног используются приваренные уголки.

Основными преимуществами стальных стропильных ферм являются:

• повышенный уровень прочности;
• стойкость;
• неподверженность разрушению и гниению;
• значительный срок службы;
• удобство применения при необходимости перекрытия сооружений большой площади и высоты.

Следует указать также недостатки металлических ферм:

• значительный вес создаваемой конструкции;
• применение специальной техники для подъема конструкции на требуемую высоту;
• неустойчивость материала и высокая вероятность его деформации в условиях высокого температурного фона;
• дороговизна.

Стальные стропильные фермы бывают трех типов:

• спараллельными поясами;
• треугольные;
• полигональные.

При планировании мягкой кровли оптимально подходят фермы с параллельными поясами или полигональные. В случае применения листовых материалов лучше выбрать треугольные конструкции.

Промышленность выпускает стропильные фермы унифицированных размеров, которые рассчитаны на пролеты, длина которых составляет 18, 24, 30 и 36 метров.

Для изготовления поясов и решеток ферм в большинстве случаев применяются уголки, а скрепление отдельных элементов осуществляется посредством сварки. Наиболее рациональной считаются конструкции, для изготовления поясов которых были использованы тавровые широкополочные балки. Процесс изготовления подобных конструкций довольно простой, к тому же на них уходит меньше материала, но надежность и прочность конструкции от этого не страдают.

Во время строительства частных домов во многих случаях используются стальные стропильные фермы, материалом для которых служит профильная труба. По сравнению с фермами на основе уголков, швеллеров или тавра подобные конструкции обладают меньшим весом.

Такие конструкции могут собираться прямо на строительной площадке. При этом используется сварочный аппарат.

Фермы изготавливаются на основе гнутых или горячекатаных профильных труб. При этом используется сталь толщиной от полутора до пяти миллиметров. Сечение профиля трубы может быть квадратным или прямоугольным.

В настоящее время в строительстве нередко применяют также железобетонные стропильные фермы. Они представляют собой очень прочные решетчатые конструкции для перекрытия значительных по длине пролетов.

Подобные фермы целесообразно монтировать на кровлях одноэтажных строений, покрытие которых испытывает очень большие нагрузки.

Изготовление стальных кровельных системы устройство фермы крыши

При изготовлении такой системы, как металлические фермы – гост и его соблюдение -обязательное требование. Стропильные фермы для стальных конструкций кровли имеют длинные пролеты. Изготавливаются металлические фермы пролетом 12 м, некоторые- до 30 м.

Ферма для односкатной крыши сделана из профиля с периодическим сечением или трубы квадратного и прямоугольного сечения, такой же профиль используют и для фермы из двух скатов, с углом ската меньше 20 градусов.Опорой им служат подушки или колонны из железобетона.

Прогонная балка, на уголки которой крепится обрешетка, монтируется путем сварки к стропилам из металла. Для повышения жесткости конструкции по поясу нижних ферм проходят связи из уголка.

Наиболее распространено применение металлических стропильных систем в строительстве общественных и промышленных объектов:

• складов;
• ангаров;
• производств;
• офисных многоэтажек.

При возведении индивидуальных построек используется легкий модульный каркас. Процесс производства стальных систем несложный, изготовить конструкцию можно на любом заводе.

Преимущества стальных модулей:

• прочность и надежность;
• перекрытие больших пролетов;
• жесткость.

Минусы стальных ферм:

• большая масса – до 30 килограммов на один квадратный метр, что требует использования спецтехники в процессе монтажа;
• слабые огнеупорные качества, деформируется примерно через 20 минут при пожаре;
• при отсутствии специальной обработки покрывается коррозией.

Стропила висячие или наслонные: какие лучше

Висячие опираются лишь на наружные стены здания и лишены промежуточных опор. Стропильные ноги этой конструкции испытывают нагрузку на изгиб и сжатие. Стенам передается распирающее усилие, а чтобы его уменьшить, стропильные ноги соединяют деревянной или металлической затяжкой. Располагаться затяжка может у основания стропил и на некотором от него расстоянии. В первом случае она будет являться балкой перекрытия, что часто применяется для сооружения мансардных крыш. Увеличение высоты установки затяжки требует применения более прочного и толстого материала, а также усиления его крепления к стропилам.

Стропильная система состоит из нескольких деталей, надежно соединенных вместе

Наслонные стропила применяются реже: они используются для домов, имеющих в своей конструкции среднюю несущую стену или промежуточные опоры в виде колонн. Крайние их концы опираются на мауэрлат, закрепленный на наружных стенах, а средние – на внутри расположенную опору. Такие стропила испытывают нагрузки только на изгиб. Есть еще одно преимущество такой конструкции: она получается более легкой и дешевой, так как для ее сооружения требуется меньше материалов.

Архитектура дома часто допускает сочетание разных стропильных ферм: в части здания с промежуточными опорами применяются наслонные, а там, где таких опор нет – висячие стропила.

Требования к материалам

Конструкция должны быть надежной, крепкой и устойчивой, так как на ферму приходятся основные нагрузки. Чтобы в узлах или точках крепления, самого слабого звена был надлежащий уровень жесткости, сборку выполняют без зазоров в местах соединения. Изготовление происходит в соответствии с нормативными документами:

1. ГОСТ 20372-2015 – нормы на подстропильные сооружения, действует с 01.01.2017 г.
2. ГОСТ 27579-88 – регулирует производство стальных ферм.
3. ГОСТ 20213-2015 – указывает на технические условия железобетонных конструкций.
4. ГОСТ 19425-74 – ГОСТ 7566-94 – установлены размеры, правила по маркировкам для двутавровых балок.

Стандарты разработаны для конкретизации общих строительных правил:

• СП 48.13330.2019;
• СП 70.13330-2011;
• СНиП 3.03.01-87.

Устройство связей по фермам

Устойчивость ферм обеспечивают постановкой между ними связей. В здании, где каменные продольные наружные стены жестко расперты поперечными и при числе ферм не более четырех-пяти, достаточной связью являются прогоны, заанкеренные в торцовые стены.

При большем числе ферм необходимы специальные связи. Вертикальные связи ставят между средними или двумя симметрично расположенными стойками двух ферм, ближайших к торцовой стене. Связи образуют панели, в состав которых входят стойки ферм и вводимые между ними распорки и раскосы. Число панелей в связях зависит от отношения высоты ферм к расстоянию Между ними. Распорки делают из парных уголков 60 х 60 до 80 х 80 мм, раскосы — из таких же уголков, но одиночных.

Фермы, не связанные вертикально

Фермы, не связанные вертикально, соединяют по нижнему поясу распорками из парных уголков. По верхним поясам между теми же фермами устраивают связи: верхние пояса, прогоны и вводимые между ними раскосы, образующие ферму BDEF’.
В здании с колоннами такие вертикальные и горизонтальные связи ставятся по периферии здания. Верхние части колонн связывают, кроме того, вертикальными связями.
При висячих стропилах фронтонные стропила можно устраивать так же, как указано для стропил наслонных, если они приходятся над каменными торцовыми стенами.

Способы крепления

Крепление стропил к деревянному срубу – технологически сложный процесс, от правильности выполнения которого зависит прочность, целостность и долговечности кровли. В работе нужно учитывать, что дерево в процессе высыхания оседает, поэтому геометрия строения изменяется. Кроме того, этот материал подвергается термическому расширению, поэтому слишком жесткое крепление стропил на сруб вызывает деформации. Существует два типа креплений стропильных ног:

1. Подвижные. Подвижными креплениями стропил называют специальные «ползуны», изготовленные из металла. Благодаря им, стропильные ноги не испытывают нагрузку на прогиб, а также реагируют на малейшие температурные колебания, подстраиваясь геометрию сруба. Ползуны позволяют крепить стропильную систему до окончания усадки дома без риска деформации. Шарнирное крепление «Ползуны»

   Конструкция подвижного крепления

2. Стационарные. Неподвижные крепления не обеспечивают небольшой запас подвижности при фиксации стропильных ног, однако, они гарантируют жесткость и прочность конструкции. В качестве крепежных элементов применяют гвозди, саморезы, деревянные нагеля, металлически скобы и накладки.

   Стационарное крепление

Важно! Деревянный сруб обладает уникальной способностью «дышать», он сам регулирует влажность в помещении, поэтому не имеет жестко фиксированных размеров. Подвижные крепления, откликающиеся на усадку стен и термическое расширение материала – оптимальный вариант фиксации стропил к срубу

Расчет стропильных систем

Схема расчета стропильных систем

Чтобы произвести расчет стропильных систем, необходимо учесть все нагрузки, которые на них будут оказываться.

Нагрузки можно поделить на три группы:

• Постоянные (это вес всего кровельного пирога);
• Временные (вес снега, ветровая нагрузка, вес людей, которые поднимаются для ремонта крыши и пр.);
• Особые (к этому виду можно отнести, например, сейсмическую нагрузку).

Расчет снеговой нагрузки производится с учетом погодных условий региона.

Для вычисления применяется формула:

S=Sg*μ

• Sg – это расчетное значение веса снеговой нагрузки на квадратный метр покрытия. Этот показатель является условным и определяется по таблицам, в зависимости от региона.
• А μ – это коэффициент, зависящий от угла наклона кровли.

При определении ветровой нагрузки учитываются такие показатели, как:

• нормативное значение ветровой нагрузки (в зависимости от региона);
• высота здания;
• тип местности (открытые пространства или городская застройка).

Найти необходимые таблицы и формулы для расчетов можно в строительных нормах. Как правило, эти расчеты выполняют проектировщики, во время разработки общего проекта дома.

Если рассчитывать только на свои силы при составлении проекта, то велик риск допустить ошибку, которая приведет к тому, что кровельная система окажется ненадежной.