Изграждането на покривната рамка се извършва съгласно разработения проект, който определя всички необходими параметри, включително вида на конструкцията, стъпката на гредите, напречното сечение на елементите и метода на монтаж на възлите.

Принципи на изчисление на системата

По време на експлоатацията на покрива неговата рамка изпитва големи натоварвания от различни видове.:

• константа (теглото на рафтова системаИ покривен пай);
• периодично (натоварване от вятър и сняг, тегло на човек, обслужващ или ремонтиращ покрив или комин).

За да изчислите правилно и да направите надежден покрив, трябва да вземете решение за неговата конфигурация, изберете типа покривни, изчисли оптимален ъгълнаклон на склоновете. Степента на сложност на рамката и размерите на нейните елементи зависят до известна степен от параметрите на проектното натоварване, основната част от което пада върху гредите. Препоръчително е да изберете размерите на дървени греди, като напречно сечение, с известна граница на безопасност.

Как да определите дължината на гредите? За изчисления трябва да приложите теоремата на Питагор (ако са известни дължината на крайната стена и височината на билото) или теоремата на синусите (ако в допълнение към дължината на крайната стена, ъгълът на наклона на наклона на покрива е известен).

За да направите греди, можете да използвате дъски или дървен материал. Допълнителни елементи, които придават твърдост на конструкцията, ще помогнат за изграждането на покривна рамка, предназначена за големи натоварвания.

Определяне на стъпката на гредите

За да се изчисли стъпката на гредите, е необходимо да се вземе предвид теглото на покрива, ъгълът на наклона на склоновете, натоварването от вятър и сняг. Средно стъпката (разстоянието между съседните крака, които образуват наклона на покрива) варира от 70 до 120 cm.

За да се елиминира рискът от деформация на гредовите крака при високи натоварвания, се препоръчва използването на сух дървен материал при монтажа на гредовата система. Обикновено това е греда или дъска с дебелина най-малко 50 mm. Точните размери на дървените греди и други елементи се определят въз основа на изискванията за здравина на конструкцията.

Стъпката на гредите зависи от степента на наклона на покрива и дължината на краката на гредите. За да се изгради здрав покрив чрез покриване на големия участък между билото и горната част на стената, стъпката на гредите трябва да бъде намалена. Например, за покрив с наклон 45 °, максималната стъпка трябва да бъде не повече от 80 см. Стъпката на гредите също трябва да бъде намалена при използване на тежки покривни материали, които включват керамични керемиди, циментово-пясъчни керемиди и др. азбестоциментова плоча.

Изчисляване на напречното сечение на елементите на рафтовата система

Ако трябва да построите покрив със собствените си ръце, трябва да направите това. Трябва също да обърнете внимание на характеристиките на материала, от който са направени краката на гредите.

Нормативните документи регулират товароносимостта на дървесината различни породи. Ако напречното сечение на гредите, изработени от дървен материал или дъски, е отслабено от изрезки и/или дупки под болтови връзки, носимоспособността на дървесината се изчислява с коефициент 0,8 от стандартната стойност. Също така е необходимо да се обърне внимание на вида на дървесината, използвана за производство - дефектите намаляват устойчивостта му на стрес. Сечението на гредите се избира, като се вземе предвид стандартни размеридървен материал. Непрекъсната носеща конструкция трябва да бъде направена от дървен материал или дъски с дължина не повече от 6,5 m.

След като изчислите системата и определите размерите на гредите и напречните греди, трябва да изчислите общото тегло на тези елементи и да добавите получената стойност към проектните натоварвания:

• общият обем дървен материал, необходим за покривната рамка, се умножава по обемното тегло на дървения материал;
• получената стойност (собственото тегло на гредите, kg / m2) се добавя към изчисленото натоварване;
• проектната диаграма на дизайна се преизчислява, като се използва резултатът, получен по-горе.

Третиране на греди елементи с антисептик

В частното строителство изграждането на рафтова система най-често се извършва от дървен материал, тъй като дървесината е достъпна и ви позволява да правите конструкции със собствените си ръце без използването на сложни инструменти. Готов за монтаж дървен материал(като дървен материал, заоблени трупи) често пристигат на строителната площадка вече обработени предпазни средствав производствени условия. Но производството обикновено включва дъски или дървен материал, които не са импрегнирани със специални съединения.

Как да третирате гредите преди монтажа на покривната рамка? Необходима е обработка, за да се предпази дървото от гниене и да се предотвратят опасностите от пожар. Обработката с антисептик и забавител на огъня може да се извърши отделно. Използвайки сложен противопожарен биозащитен агент, лечението ще отнеме наполовина по-малко време.

Третирането с антисептик или комбиниран състав трябва да се извърши на два етапа. Трябва да се накисне горен слойдърво със специална течност, като я нанасяте с четка или валяк. След като първият слой изсъхне, антисептичното третиране се повтаря.

Скатни покривни греди

Как да направите греди за скатен покрив? Изграждане на едноскатна или двускатна система от греди скатен покривНаправи си сам изисква внимателен подход към производството на крака за греди. Размерите се изчисляват на етапа на проектиране на покрива. За да направите правилно тези структурни елементи, е необходимо да използвате дървен материал със сечение и дължина, регулирани от проекта.

Степента на сложност на работата до голяма степен зависи от това коя структура е избрана за монтаж. Ако е необходимо да се направят слоести греди от дъски или дървен материал, всеки елемент се приспособява към мястото на монтаж, когато се закрепва към гредата на билото и мауерлата. Важно е стриктно да се следи спазването на геометрията на цялата конструкция.

По-удобно е да направите висящи ферми с помощта на шаблон, за да постигнете точно съвпадение на размерите на всяка конструкция. За тази цел нарязването на дъски и сглобяването на ферми се препоръчва да се извършва на земята. След това е необходимо да се провери хоризонталността на мауерлата или опорните греди и геометричните размери на кутията на сградата. След като отстраните възможните недостатъци, можете да започнете монтажа. покривни фермивърху къщата.

Диагонални греди

Направете сами монтаж на рафтова система за тазобедрен покрив изисква монтаж различни видовегреди, като например:

• наклонени (диагонални греди, образуващи триъгълен наклон);
• централно бедро;
• страничен;
• съкратен (нарожники).

Страничните греди са изработени от дъски и са монтирани подобно на елементите на конвенционален скатен покрив с висяща или слоеста конструкция. Централна бедрени гредиса слоести елементи. За направата на клони се използват пръти или дъски, които са прикрепени към диагонални греди и мауерлат.

Как да направите греди за бедрен покрив? Да се ​​монтира правилно този вид покривна конструкция, е необходимо точно да се изчисли напречното сечение и ъгълът на наклон на гредите на наклона. Размерите на елементите зависят от дължината на покривания участък. Важно е да се поддържа симетрия при монтиране на диагонални греди, в противен случай покривът може да се деформира под натоварване.

Изработка на греди по зададен размер

Използването на стандартизиран дървен материал за производството на различни елементи на рафтовата система ви позволява да оптимизирате разходите за строителство и да опростите изчисляването и монтажа на компонентите на покрива. По-специално, ако е необходимо да се направят греди с определена секция и дължина, може да се използва твърда греда, нейните секции или дъски.

За да направите твърда греда със собствените си ръце, се използва методът за съединяване на дъските - те се свързват с широки страни и се пробиват в шахматна дъска с пирони. Дълга греда на дадено сечение може да бъде направена от четири или повече правилно съединени дъски - свързани помежду си с преместване на половината от дължината на дъската. Тази греда е много издръжлива и може да се използва като диагонална греда.

Когато решавате как да удължите гредите, можете да използвате метода на обшивката. В този случай между две дъски, издадени на определена дължина, се полага трета. За свързване на дъските се използват пирони, забити в шахматен ред. Важно е не само внимателно да подравните дъските, но и да вмъкнете фрагменти от дъски (вложки), съответстващи по дебелина на централната дъска, в празното пространство между външните елементи. Този метод ви позволява да удължите дължината на стандартните крака на гредите (не на тазобедрените).

Принципи на закрепване на гредите

За да осигурите надеждността на гредовата система, която изграждате сами, трябва предварително да решите как да закрепите гредите към билото и към опората на покрива. Ако възнамерявате да направите закрепване, което ще предотврати деформация на покрива по време на свиване на сградата, е необходимо да закрепите гредите заедно отгоре с болт с гайка или шарнирна плоча и да инсталирате специална отдолу закопчалка– плъзгаща опора.

Изчисляването на рафтовата система трябва да се извърши с най-голяма точност, като се ръководи от характеристиките на строителната площадка, планираното натоварване на рафтовата система, размера и конфигурацията на сградата, както и материалите, използвани за покриване на покрива . Тази статия ще обсъди как да изчислим дължината на гредите на покрива.

Натоварвания, изпитвани от гредите

За скатен покрив трябва да се създаде здрава рамка, която е негова носеща конструкция. Още по време на проектирането трябва да се извърши изчисление на крака на гредите, за да се определи дължината и напречното сечение на елементите, които ще поемат основните натоварвания.

Товарите, които действат постоянно, се създават от самия покривен пай, който включва външен покривен материал, обшивка, топлина, пара и хидроизолационен материал, както и вътрешната облицовка на тавана или тавана. Тези натоварвания включват и теглото на всички видове предмети, които ще бъдат разположени на покрива или фиксирани към вътрешната страна на рафтовата система.

Променливите натоварвания се състоят от въздействия, генерирани от вятър, валежи и сеизмична активност. Това включва и теглото на човек, който в бъдеще ще извършва ремонт, рутинна поддръжка или почистване на покрива.

Изчисляване на масата на покривния пай

Преди да изчислите дължината на крака на гредите, ще трябва да изчислите масата на покривния пай. За да направите това, ще трябва да вземете проста формула, според която трябва да добавите масите на един квадратен метър от всички слоеве покривни материали и да умножите резултата по 1,1 - корекционен коефициент, който ще подобри надеждността на структура с 10%.

Оказва се, че обичайното изчисление на масата на покрива може да се изрази, както следва: (маса на 1 m 2 обшивка + маса на 1 m 2 покривен материал+ маса 1 m 2 хидроизолационно покритие+ маса на 1 m 2 слоя изолация) × 1,1 = маса на покривната торта, която включва корекционния коефициент. Ако планирате да поставите едно от обикновените покривни покрития, тогава натоварването върху системата на гредите няма да надвишава 50 kg / m2.

При създаване на проект за едноскатен или двускатен покрив, достатъчно е да разчитате само на масата на покривната торта, равна на 50 kg / m2. Използвайки този принцип, е възможно да се изгради покривна рамка с повишена якост, така че в бъдеще е възможно да се промени вида на покривния материал, без да се преизчислява системата на ребрата.

Натоварвания от сняг и вятър като пример

Дължината на крака на гредите трябва да бъде избрана по такъв начин, че покривът да може да издържи тежки натоварвания от сняг. Колкото по-малък е ъгълът на наклона, толкова по-силен е снегът, който ще окаже натиск върху покрива. Ако конструкцията е почти плоска скатен покрив, тогава напречното сечение на краката на гредите трябва да бъде възможно най-голямо, а стъпката им трябва да бъде възможно най-малка. Освен това, ако наклонът на покрива е по-малък от 25º, тогава ще трябва да се почиства систематично.

• Sg - стойността на снежната покривка на 1 m2, която се избира от таблиците на SNiP и се определя от района, в който се строи къщата;

• µ - корекционен коефициент, който зависи от ъгъла на наклона на покрива: за наклон с наклон до 25° - 1,0; а за откос с наклони 25-60° - 0,7.

За тези склонове, чийто ъгъл на наклон е повече от 60 °, снежните натоварвания не се вземат предвид.

Натоварванията от вятър могат да се изчислят по формулата W = Wo × k, където:

• Wo е референтна стойност за вашия регион (може да се намери в референтните таблици);

• k – коригиращ коефициент, който се определя от височината на сградата и вида на терена – отворен тип(поле, степ или бряг), или затворено (гора, сгради).

Зависимост на дължината на крака на гредите и напречното сечение

Например, изчисляването на крака на гредите ще бъде по-лесно, ако си представите, че почти целият покрив се състои от триъгълници. Имайки дължината на стените на сградата, наклона на склона или височината на билото и използвайки Питагоровата теорема, можете да определите дължината на греда от стената до билото. Към получения резултат ще трябва да добавите количеството надвес на корниза. Понякога се създава надвес на корниз чрез инсталиране на кобилки - дъски за увеличаване на дължината на гредите. Дължината на кобилките също ще бъде добавена към дължината на гредите при изчисляване на покривната площ - това е необходимо, за да се получи точният обем материал, необходим за монтиране на покривния пай.

За да разберете какъв участък от дъска или дървен материал е необходим, трябва да вземете специална таблица със стандарти, която ще посочи зависимостите на такива параметри като дебелина, дължина и стъпка на крака на гредите.

По правило напречното сечение на гредите варира от 40 × 150 mm до 100 × 250 mm. Преди да определите дължината на гредите, трябва да вземете предвид, че тя зависи от наклона на наклона и дължината на разстоянието между противоположните стени. Колкото по-голям е наклонът на склона, толкова по-дълги трябва да бъдат гредите, което означава, че тяхното напречно сечение също трябва да е достатъчно, за да даде на конструкцията необходимата здравина. С този подход натоварването от снеговалеж ще намалее и стъпката между гредите също може да се увеличи. Също така е необходимо да запомните, че колкото по-малка е стъпката между гредите, толкова по-голямо натоварване ще изпита кракът на гредите.

Всеки майстор, когото попитате за пример за изчисление на гредите, ще ви каже, че за да бъде покривната рамка възможно най-здрава, трябва да вземете предвид характеристиките дървени елементии дебелината на металните компоненти.

Носещата част на покрива трябва да бъде достатъчно твърда, за да не се провисва поради натоварвания. Деформации могат да се появят, ако по време на проектирането са избрани грешни секции на покривните елементи и монтажната стъпка на гредите. Ако се окаже, че отклонението се е появило след монтирането на покрива, можете да инсталирате допълнителни подпори, за да направите конструкцията по-твърда. Ако дължината на крака на гредите е повече от 4,5 m, без монтиране на подпори, може да се появи деформация при използване на крака на гредите с всяко напречно сечение. Това трябва да се вземе предвид във всеки случай, когато се определя как да се изчисли дължината на гредите.

Като цяло, когато се взема решение за дебелината на дървения материал, те вземат предвид общото натоварване на покрива. Колкото по-дебел е, толкова по-здрав ще бъде покривът и няма да се притеснявате от провисване. Това обаче води до увеличаване на общата маса на рафтовата система, следователно натоварванията върху цялата конструкция и основата ще бъдат по-високи.

При изграждането на жилищни сгради разстоянието между гредите е от 60 до 100 см и се определя от:

• проектно натоварване;
• рафтова секция;
• вида на използвания покрив;
• наклонът на склоновете;
• ширина на топлоизолационния слой.

Броят на инсталираните крака на гредите зависи преди всичко от стъпката на тяхното инсталиране. Първо се определя необходимата стъпка, след което дължината на стената се разделя на получената стойност, добавя се към резултата с единица и се закръгля. Резултатът от разделянето на дължината на стената на полученото число ще бъде стъпката, която търсим между гредите. Като се има предвид необходимия брой греди на един наклон, трябва да вземете предвид разстоянието между осите на краката на гредите.

Метални рафтови системи

При изграждането на частна къща е изключително рядко да се прибягва до използването на метална рафтова система, т.к метален каркастрябва да се монтират чрез заваряване и това донякъде усложнява процеса. Естествено, производството на конструкцията може да се извърши в производствени мощности, но в в такъв случайневъзможно е да се направи без използването на специално оборудване. Проект метален покривтрябва да се изработи с максимална прецизност, като се спазват точните размери на всички елементи, тъй като по време на строителния процес вече няма да е възможно да се коригират до необходимите размери.

U метални системигредите имат много от предимствата си. По време на работа няма деформация на гредите дори при големи разстояния и без инсталиране на допълнителни компоненти за подобряване на здравината и надеждността. Стоманените греди могат да бъдат положени върху участъци, надвишаващи 10 m, и няма да се получи деформация при проектните натоварвания.

При изчисляване на рафтова система, изработена от стоманени профили, вземете предвид масата на самия материал, натоварването върху цялата конструкция и основата. Високата якост на гредите, изработени от този материал, което позволява на конструкцията да не се провисва, позволява да се намали броят на възлите в сравнение с елементите, изработени от дърво.

Освен това е необходимо да се изчисли стоманената рамка за покрива въз основа на данните за якостта на конструктивните елементи, определени от тяхната форма и дебелина. Също така вземете предвид дължината на участъците и наклона на склоновете. Стоманеният мауерлат за системата за рафтове трябва да бъде внимателно закрепен към горната част на стената.

Горният материал ще ви позволи да разберете подробно как да изчислите крака на гредите, така че да завършите всичко без никакви проблеми строителни работиНа на този етап, и ще имате свой собствен пример за изчисляване на рафтовата система.

Основният елемент на покрива, който поема и издържа на всички видове натоварвания, е рафтова система. Ето защо, за да може вашият покрив да издържи надеждно на всички влияния на околната среда, е много важно да се направи правилно изчислениерафтова система.

За самостоятелно изчисляване на характеристиките на материалите, необходими за инсталиране на рафтовата система, предоставям опростени формулиизчисление. Направени са опростявания, за да се увеличи здравината на конструкцията. Това ще доведе до леко увеличение на потреблението на дървен материал, но на малки покриви на отделни сгради то ще бъде незначително. Тези формули могат да се използват при изчисляване на двускатни мансарди и мансарди, както и скатни покриви.

Въз основа на методологията за изчисление, дадена по-долу, програмистът Андрей Мутовкин (визитната картичка на Андрей - mutovkin.rf) за собствените си нужди разработи програма за изчисляване на системата за греди. По моя молба той великодушно ми позволи да го публикувам на сайта. Можете да изтеглите програмата.

Методологията за изчисление се основава на SNiP 2.01.07-85 „Натоварвания и въздействия“, като се вземат предвид „Промени ...“ от 2008 г., както и въз основа на формули, дадени в други източници. Разработих тази техника преди много години и времето потвърди нейната правилност.

За да се изчисли рафтовата система, на първо място е необходимо да се изчислят всички натоварвания, действащи върху покрива.

I. Натоварвания, действащи върху покрива.

1. Снежни натоварвания.

2. Натоварвания от вятър.

В допълнение към горното, рафтовата система също е подложена на натоварвания от покривни елементи:

3. Тегло на покрива.

4. Тегло на грубия под и обшивката.

5. Тегло на изолацията (в случай на изолирано таванско помещение).

6. Теглото на самата рафтова система.

Нека разгледаме всички тези товари по-подробно.

1. Снежни натоварвания.

За изчисляване на натоварването от сняг използваме формулата:

Където,
С- необходимо количествонатоварване от сняг, kg/m²
µ - коефициент в зависимост от наклона на покрива.
Sg - стандартно натоварване от сняг, kg/m².

µ - коефициент в зависимост от наклона на покрива α. Безразмерна величина.

Ъгълът на наклона на покрива α може да се определи приблизително, като се раздели височината H на половината от обхвата - L.
Резултатите са обобщени в таблицата:

Тогава, ако α е по-малко или равно на 30°, µ = 1;

ако α е по-голямо или равно на 60°, µ = 0;

Ако 30° се изчислява по формулата:

µ = 0,033·(60-α);

Sg - стандартно натоварване от сняг, kg/m².
За Русия се приема съгласно карта 1 на задължително приложение 5 на SNiP 2.01.07-85 „Натоварвания и въздействия“

За Беларус се определя стандартното натоварване от сняг Sg
Технически код на ПРАКТИКАТА Еврокод 1. ЕФЕКТИ ВЪРХУ КОНСТРУКЦИИ Част 1-3. Общи въздействия. Снежни натоварвания. TKP EN1991-1-3-2009 (02250).

Например,

Брест (I) - 120 kg/m²,
Grodno (II) - 140 kg/m²,
Минск (III) - 160 кг/м²,
Витебск (IV) - 180 кг/м².

Намерете максималното възможно натоварване от сняг на покрив с височина 2,5 m и разстояние 7 m.
Сградата се намира в селото. Бабенки Ивановско. RF.

Използвайки карта 1 от задължителното приложение 5 на SNiP 2.01.07-85 „Натоварвания и въздействия“, определяме Sg - стандартното натоварване от сняг за град Иваново (IV район):
Sg=240 kg/m²

Определете ъгъла на наклона на покрива α.
За да направите това, разделете височината на покрива (H) на половината разстояние (L): 2,5/3,5=0,714
а от таблицата намираме ъгъла на наклона α=36°.

От 30°, изчислението µ ще се получи по формулата µ = 0,033·(60-α) .
Като заместим стойността α=36°, намираме: µ = 0,033·(60-36)= 0,79

Тогава S=Sg·µ =240·0,79=189kg/m²;

максималното възможно натоварване от сняг върху нашия покрив ще бъде 189 kg/m².

2. Натоварвания от вятър.

Ако покривът е стръмен (α > 30°), тогава поради неговата наклоненост вятърът оказва натиск върху един от склоновете и има тенденция да го преобърне.

Ако покривът е плосък (α, тогава повдигащата аеродинамична сила, която възниква, когато вятърът се огъва около него, както и турбуленцията под надвесите, са склонни да повдигнат този покрив.

Съгласно SNiP 2.01.07-85 „Натоварвания и въздействия“ (в Беларус - Еврокод 1 ВЪЗДЕЙСТВИЯ ВЪРХУ КОНСТРУКЦИИ, част 1-4. Общи въздействия. Вятърни въздействия), стандартната стойност на средния компонент на натоварването от вятър Wm на височина Z над земната повърхност трябва да се определя по формулата:

Където,
Wo - стандартна стойност налягане на вятъра.
K е коефициент, който отчита промяната на налягането на вятъра с височина.
C - аеродинамичен коефициент.

K е коефициент, който отчита промяната на налягането на вятъра с височина. Стойностите му в зависимост от височината на сградата и характера на терена са обобщени в таблица 3.

C - аеродинамичен коефициент,
което в зависимост от конфигурацията на сградата и покрива може да приема стойности от минус 1,8 (покривът се издига) до плюс 0,8 (вятърът натиска покрива). Тъй като нашето изчисление е опростено в посока на увеличаване на якостта, ние приемаме стойността на C равна на 0,8.

При изграждането на покрив трябва да се помни, че силите на вятъра, които се стремят да повдигнат или откъснат покрива, могат да достигнат значителни стойности и следователно долната част на всеки крак на гредите трябва да бъде правилно закрепена към стените или рогозките.

Това може да стане по всякакъв начин, например с помощта на загрята (за мекота) стоманена тел с диаметър 5 - 6 mm. С този проводник всеки крак на греда се завинтва към матриците или към ушите на подовите плочи. Това е очевидно Колкото по-тежък е покривът, толкова по-добре!

Определете средната стойност натоварване от вятърна покрива едноетажна къщас височина на билото от земята - 6м. , ъгъл на откоса α=36° в с. Бабенки, Ивановска обл. RF.

Съгласно карта 3 на Приложение 5 в “SNiP 2.01.07-85” намираме, че Ивановска област принадлежи към втория район на вятъра Wo= 30 kg/m²

Тъй като всички сгради в селото са под 10м, коефициент К= 1.0

Стойността на аеродинамичния коефициент C се приема равна на 0,8

стандартна стойност на средния компонент на натоварването от вятър Wm = 30 1,0 0,8 = 24 kg/m².

За информация: ако вятърът духа в края на даден покрив, тогава върху неговия ръб действа повдигаща (разкъсваща) сила до 33,6 kg/m²

3. Тегло на покрива.

Различните видове покриви имат следното тегло:

1. Плочи 10 - 15 kg/m²;
2. Ондулин (битумни шисти) 4 - 6 кг/м²;
3. Керамични плочки 35 - 50 кг/м²;
4. Циментово-пясъчни керемиди 40 - 50 кг/м²;
5. Битумни шиндли 8 - 12 kg/m²;
6. Метални керемиди 4 - 5 кг/м²;
7. Гофроламарина 4 - 5 kg/m²;

4. Тегло на грубата подова настилка, обшивката и рафтовата система.

Теглото на грубия под е 18 - 20 kg/m²;
Тегло на обшивката 8 - 10 kg/m²;
Теглото на самата рафтова система е 15 - 20 kg/m²;

При изчисляване на крайното натоварване на системата за рафтове всички горепосочени натоварвания се сумират.

И сега ще ти кажа малка тайна. Продавачите на някои видове покривни материали отбелязват тяхната лекота като едно от положителните свойства, което според тях ще доведе до значителни спестявания на дървен материал при производството на рафтовата система.

За да опровергая това твърдение, ще дам следния пример.

Изчисляване на натоварването върху рафтовата система при използване на различни покривни материали.

Нека изчислим натоварването на системата за рафтове, когато използваме най-тежката (циментово-пясъчни плочки
50 кг/м²) и най-лекият (метална керемида 5 кг/м²) покривен материал за нашата къща в с. Бабенки, Ивановска област. RF.

Циментово-пясъчни плочки:

Натоварвания от вятър - 24кг/м²
Тегло на покрива - 50 кг/м²
Тегло на обшивката - 20 кг/м²

Общо - 303 кг/м²

Метални керемиди:
Натоварване от сняг - 189 кг/м²
Натоварвания от вятър - 24кг/м²
Тегло на покрива - 5 кг/м²
Тегло на обшивката - 20 кг/м²
Теглото на самата рафтова система е 20 кг/м²
Общо - 258 кг/м²

Очевидно съществуващата разлика в проектните натоварвания (само около 15%) не може да доведе до значителни икономии на дървен материал.

И така, разбрахме изчислението на общото натоварване Q, действащо на квадратен метър покрив!

Обръщам специално внимание: когато правите изчисления, обърнете голямо внимание на размерите!!!

II. Изчисляване на рафтовата система.

Рафтерна системасе състои от отделни греди (крака на гредите), така че изчислението се свежда до определяне на натоварването върху всеки крак на гредите поотделно и изчисляване на напречното сечение на отделен крак на гредите.

1. Намерете разпределения товар върху линеен метървсеки греди крак.

Където
Qr - разпределено натоварване на линеен метър крак - kg/m,
A - разстояние между гредите (стъпка на гредите) - m,
Q- общо натоварване, действащи на квадратен метър покрив - kg/m².

2. Определяме работната секция на максималната дължина Lmax в крака на ребрата.

3. Изчисляваме минималното напречно сечение на материала на крака.

Когато избираме материал за гредите, ние се ръководим от таблицата със стандартни размери на дървения материал (GOST 24454-80 Дървесината иглолистни видове. Размери), които са обобщени в таблица 4.

А. Изчисляваме напречното сечение на крака на гредите.

Произволно задаваме ширината на секцията в съответствие със стандартните размери и определяме височината на секцията по формулата:

H ≥ 8,6 Lmax sqrt(Qr/(BRben)), ако наклонът на покрива α

H ≥ 9,5 Lmax sqrt(Qr/(BRben)), ако наклонът на покрива α > 30°.

H - височина на сечението cm,


B - ширина на сечението cm,
Rbend - устойчивост на огъване на дърво, kg/cm².
За бор и смърч Rben е равно на:
1 клас - 140 kg/cm²;
2 клас - 130 kg/cm²;
3 клас - 85 kg/cm²;
sqrt - квадратен корен

Б. Проверяваме дали стойността на отклонението е в рамките на стандарта.

Нормираната деформация на материала под натоварване за всички елементи на покрива не трябва да надвишава L/200. Където L е дължината на работния участък.

Това условие е изпълнено, ако е вярно следното неравенство:

3,125 Qr (Lmax)³/(B H³) ≤ 1

Където,
Qr - разпределено натоварване на линеен метър крак - kg/m,
Lmax - работна секция на крака с максимална дължина m,
B - ширина на сечението cm,
H - височина на сечението cm,

Ако неравенството не е изпълнено, увеличете B или H.

Състояние:
Ъгъл на наклон на покрива α = 36°;
Стъпка на гредите A= 0,8 m;
Работното сечение на крака на гредите с максимална дължина Lmax = 2,8 m;
Материал - чам 1 клас (Rогъване = 140 kg/cm²);
покриви - циментово-пясъчни плочки(Тегло на покрива - 50 кг/м²).

Както беше изчислено, общото натоварване, действащо върху квадратен метър покрив, е Q = 303 kg/m².
1. Намерете разпределеното натоварване на линеен метър на всеки крак Qr=A·Q;
Qr=0,8·303=242 kg/m;

2. Изберете дебелината на дъската за гредите - 5см.
Нека изчислим напречното сечение на крака на гредите с ширина на сечението 5 см.

Тогава, H ≥ 9,5 Lmax sqrt (Qr/BRben), тъй като наклонът на покрива α > 30°:
H ≥ 9,5 2,8 sqrt (242/5 140)
H ≥15,6 cm;

От таблицата със стандартни размери на дървен материал изберете дъска с най-близкото напречно сечение:
ширина - 5 см, височина - 17,5 см.

3. Проверяваме дали стойността на деформация е в рамките на стандарта. За да направите това, трябва да се спазва следното неравенство:
3,125 Qr (Lmax)³/B H³ ≤ 1
Заменяйки стойностите, имаме: 3,125·242·(2,8)³ / 5·(17,5)³= 0,61
Смисъл 0,61, което означава, че напречното сечение на материала на гредите е избрано правилно.

Напречното сечение на гредите, монтирани на стъпки от 0,8 m, за покрива на нашата къща ще бъде: ширина - 5 cm, височина - 17,5 cm.

Изграждането на къща винаги завършва с изграждането на покрив, което изисква инсталирането на рафтова система. Този дизайн включва греди крака, Mauerlat, връзки, подпори, удължители, ферми, стелажи, обшивки и други елементи, които осигуряват здравината и твърдостта на цялата система.

В различни дизайни на покриви кракът на гредите може да се нарече обикновен греда или диагонален (наклонен) крак на греда; изисква изчисления на якостта. Изчисляването на рафтовата система се основава на събирането на постоянни и временни товари, които ще действат върху покрива.

Постоянни натоварвания:

• тегло на всички елементи фермена конструкция;
• тегло на паро- и хидроизолационни материали;
• тегло на покривния материал;
• тегло довършителни материалитаван, при наличие на тавански помещения.

Живи товари:

Характеристики на греди крака

Въз основа на получената стойност на натоварването, изчисляването на крака на гредите, неговата дължина и напречно сечение, в зависимост от избрания материал, вида на покрива и вида на гредите - слоести или висящи. Някои видове сложни покривиможе да съдържа и двете.

И в бедрени покривиВ допълнение към краката на гредите се използват и скъсени греди, които се наричат ​​клони и също изискват собствени изчисления. Освен това е необходимо да се изчислят всички допълнителни елементи на системата за рафтове, като връзки, подпори, стелажи и напречни греди, тъй като те носят определено натоварване, предавано от гредите.

Дължината на крака на гредите зависи преди всичко от размера на сградата, както и от наклона на покривните склонове, който се получава от избраната форма на покрива. Обикновено се опитват да направят дължината на гредите не повече от 6 м,Така че целият дървен материал, който се продава, има точно тази максимална дължина. Но се случва размерът на къщата да изисква по-дълги греди, в който случай те се удължават. По принцип дългите греди се намират в наклонени (диагонални) греди, когато се конструират тазобедрени или подови греди. бедрени покриви.

Изборът на секция на крака на греда се влияе от множество фактори:

• постоянни и временни натоварвания;
• вид покривен материал;
• наклон на склонове;
• тип покрив;
• размери на къщата;
• климатични условия;
• качество на материала за изработване на крака за греди.

За изграждането на покрива се използва иглолистна дървесина. Но когато избирате, трябва да сте сигурни, че няма да попаднете на дъски или греди със сини петна или много големи възли.

Съдържанието на влага в дървесината трябва да бъде не повече от 20-22%, тъй като прекалено влажната дървесина ще промени размера си, докато изсъхне, а това от своя страна може да доведе до нарушаване на плътността на покрива и други негативни последици.

Най-добре е изчисляването на рафтовата система да се извърши от специалист. В момента има достатъчно фирми, които предлагат подобни услуги.

Можете самостоятелно да изчислите краката, размерите и дължината на гредите, ако използвате готови калкулатори в Интернет. Просто трябва да въведете необходимите размери в програмата и самата програма ще ви даде крайния резултат за напречното сечение, дължина и стъпка на гредите.

При изграждането на частни жилищни сгради, като правило, дъски с напречно сечение 50x150 mm се използват при производството на покривни греди с всякаква конфигурация. Стъпката на краката на гредите е приблизително 1 метър, в зависимост от избрания тип покривен материал, количеството сняг в зимно времеи наклон на покрива.

Така че, за покриви с наклон над 45 градуса, стъпката на гредите се избира в рамките на 1,2-1,4 m, а за райони с големи снежни натоварвания това разстояние ще бъде 0,6-0,8 m.

Трябва също да обърнете внимание на вида на покривния материал. Най-тежкият се счита естествени плочки. Напречното сечение на краката на гредите ще се увеличи съответно, ако дължината на краката на гредите и тяхната стъпка са големи.

Характеристики на монтаж на греди крака

Закрепването на гредовите крака към мауерлата е най-важният момент в цялата покривна конструкция. Силата на цялата покривна конструкция зависи от правилното свързване на гредите и Mauerlat.

Има два начина на закрепване - плъзгащо и твърдо, всеки от които пасва определен типгреди - висящи или наслоени.

Твърдото закрепване елиминира всяко движение, въртене или огъване на гредите. Това се постига чрез нарязване на самата греда и след това закрепване на крака на греда с Mauerlat с помощта на метални скоби, тел или дълги пирони, както и с помощта на метални ъгли.

Плъзгащото се съединение, или както често се нарича "шарнирно" съединение, може да има две степени на свобода. Тази връзка често се използва в строителството дървени къщиза да се даде свобода на покрива постепенно да се установява върху рамката, която може да се свие за няколко години. В този случай връзката на гредовите крака на билото не е твърда. Самият крак на гредите, когато се свърже плъзгащо, е свързан с мауерлата чрез прорез и подсилен отстрани с два пирона, задвижвани диагонално, един спрямо друг, или чрез забиване на един пирон отгоре надолу в крака на гредите, прониквайки в мауерлата.

Други методи са използването на метални плочи, които имат отвори за пирони или свързване на гредите и мауерлата с метални скоби.

При изграждането на тазобедрен покрив диагоналният крак често е с дължина над 6 метра и следователно изисква удължаване.

Това се постига чрез сдвояване на две дъски, които се използват за изграждане на конвенционални греди. Диагоналните греди винаги са по-дълги от обикновените греди, освен това изпитват натоварване един и половина пъти по-голямо от това на обикновените греди, тъй като наклонените крака също лежат върху тях.

Да компилирам технически проектУ дома са необходими изчисления на гредите. Има няколко варианта за рафтови конструкции.

Краката на гредите, които лежат на две опори, но нямат допълнителни опори, се наричат ​​греди без подпори. Използват се за едноскатни покриви, чийто обхват е около 4,5 метра, или за двускатни покриви, чийто обхват е около 9 метра. Рафтовата система се използва или с предаване на натоварването на тягата към Mauerlat, или без предаване.

Слоести греди без дистанционери

Греда, която се огъва и не пренася натоварването върху стените, има една опора, която е здраво фиксирана и се върти свободно. Другата опора е подвижна и се върти свободно. Тези условия могат да бъдат изпълнени от три варианта за закрепване на гредите. Нека разгледаме всеки по-подробно.

Монтира се облицовката на горната част на крака на гредите или горния опорен прорез хоризонтално положение. Достатъчно е просто да промените метода на опора към гредата и кракът на гредите веднага ще покаже разпространение. Това изчисление на крака на гредите, поради твърдостта на условията за създаване на горната част, обикновено не се използва за варианти на двускатен покрив. Най-често се използва при изграждането на скатни покриви, тъй като най-малката неточност при производството на устройството ще превърне схемата без натиск в дистанционна. В допълнение, при типовете двускатни покриви, ако няма дистанционер върху Mauerlat, поради отклонението на гредите под въздействието на натоварването, може да настъпи разрушаване на монтажа на билото на покрива.

На пръв поглед тази системаможе да изглежда нереалистично за изпълнение. Тъй като в долната част на греда в Mauerlat е създадена опора, всъщност системата трябва да упражнява натиск върху нея, т.е. хоризонтална сила. Той обаче не показва натоварването на тягата.

По този начин във всички три вариантаспазва се следното правило: единият ръб на греда е монтиран върху плъзгаща се опора, която позволява въртене. Другият е на панта, която позволява само въртене. Закрепването на краката на гредите към плъзгачите се монтира с най-много различни дизайни. Най-често те се изпълняват с помощта на закрепващи плочи. Възможно е също така да се закрепи с пирони, самонарезни винтове или с помощта на решетки и дъски. Просто трябва да изберете правилния тип крепеж, който ще предотврати плъзгането на крака на гредите в опората.

Как да изчислим гредите

В процеса на изчисляване на конструкцията на фермата, като правило, се приема „идеализирана“ схема за изчисление. Въз основа на факта, че определено равномерно натоварване ще притисне покрива, тоест еднаква и еднаква сила, която действа равномерно по равнините на склоновете. В действителност няма равномерно натоварване на всички покривни склонове. И така, вятърът нанася сняг върху едни склонове и го издухва от други, слънцето се топи от някои склонове и не достига до останалите, същата е ситуацията със свлачищата. Всичко това прави натоварването на склоновете напълно неравномерно, въпреки че външно това може да не се забележи. Въпреки това, дори и при неравномерно разпределено натоварване, и трите горни опции закрепвания за гредище остане статично стабилен, но само при едно условие - твърда връзка на билната греда. В този случай гредите се поддържат от наклонени гредини крака или се вмъкват във фронтоните на стенните панели на бедрени покриви. Това означава, че конструкцията на гредите ще остане стабилна само ако ходът на билото е здраво закрепен срещу възможно хоризонтално изместване.

В случай на правене на двускатен покрив и поддържане на греди само върху стелажи, без опора на предните стени, ситуацията се влошава. При варианти номер 2 и 3, когато натоварването на който и да е наклон намалява, обратно на изчислението на противоположния наклон, покривът може да се премести в посоката, където натоварването е по-голямо. Първият вариант, когато самото дъно на крака на греда е направено с прорез със зъби или с подгъв на опорната греда, докато горната част е положена с хоризонтален прорез върху гредата, ще издържи добре неравномерно натоварване, но само ако стълбовете, които държат гредата на билото, са идеално вертикални.

За да се осигури стабилност на гредите, в системата е включена хоризонтална скоба. Незначително е, но все пак увеличава стабилността. Ето защо на местата, където блатът се пресича със стелажите, той е закрепен с пирони. Твърдението, че контракцията винаги работи само за разтягане, е фундаментално погрешно. Scrum е многофункционален елемент. По този начин, в конструкцията на фермата без натиск, тя не работи при липса на сняг на покрива или работи само при компресия, когато върху склоновете се появи незначително равномерно натоварване. Конструкцията работи на опън само по време на слягане или когато греда на билото се огъва под въздействието на максимално натоварване. По този начин схватката е авариен елемент на конструкцията на фермата, който влиза в действие, когато покривът е пълен с голямо количество сняг, билото е огънато с максимално изчисленото количество или възниква неравномерно неочаквано слягане на основата. Последствието може да бъде неравномерно слягане на гредата на билото и стените. Следователно, колкото по-ниски са контракциите, толкова по-добре. По правило те се монтират на такава височина, че да не създават пречки при ходене в тавана, тоест на височина около 2 метра.

Ако при варианти 2 и 3 долният носещ елемент на гредите се замени с плъзгач, като ръбът на крака на гредите се движи извън стената, това ще укрепи конструкцията и ще я направи статично стабилна с напълно различни комбинации на конструкцията.

Също един в добър смисълЗа да се увеличи стабилността на конструкцията, е необходимо доста здраво да се закрепи дъното на стелажите, които ще поддържат движението. Те се монтират по метода на рязане и се закрепват към всякакви тавани достъпни начини. По този начин долният опорен модул на стелажа се превръща от шарнирен в твърдо захванат модул.

Как да изчислим дължината на гредите не зависи от метода на закрепване на краката на гредите.

Напречното сечение на контракциите, поради развитието на сравнително малки напрежения в тях, не се взема предвид в гредите, но се взема доста конструктивно. За да се намалят размерите на елементите, които се използват в процеса на изграждане на фермовата конструкция, участъкът на скръма е със същия размер като крака на гредите и могат да се използват по-тънки дискове. Контракциите се монтират от едната или от двете страни на гредите и се закрепват с болтове или пирони. При изчисляване на напречното сечение на конструкцията на гредите контракциите изобщо не се вземат предвид, сякаш изобщо не съществуват. Единственото изключение е завинтването на контракциите към краката на гредите с болтове. В този случай носещата способност на дървото, поради отслабването на отворите на болтовете, се намалява с използване на коефициент 0,8. Просто казано, ако в краката на гредите са пробити дупки за монтиране на болтови съединения, тогава изчисленото съпротивление трябва да се вземе в размер на 0,8. При закрепване на контракциите към гредите само с пирони, устойчивостта на дървесината на гредите не отслабва.

Но е необходимо да се изчисли броят на ноктите. Изчислението се прави за срязване, тоест огъване на ноктите. За проектна сила се приема тягата, която възниква в случай на аварийно положение на конструкцията на фермата. Казано по-просто, при изчисляване на връзката между гвоздеите и крака на гредите с пирони се въвежда дистанционер, който отсъства при стандартната работа на системата на гредите.

Статичната нестабилност на ненапрегната рафтова система се появява само на тези покриви, където не е възможно да се монтира гребена, която предпазва от хоризонтално изместване.

В сгради с видове бедрапокриви и с фронтони, изработени от камък или тухла, системите от неупорни греди са доста стабилни и не е необходимо да се вземат мерки за осигуряване на по-голяма стабилност. Въпреки това, за да се предотврати разрушаването на конструкциите, контракциите все още трябва да бъдат инсталирани. Когато монтирате болтове или шпилки като крепежни елементи, трябва да обърнете внимание на диаметъра на отворите за тях. Той трябва да бъде същият като диаметъра на болтовете или малко по-малък. Кога извънредна ситуацияЗахватът няма да работи, докато не бъде избрано разстоянието между стената на отвора и шпилката.

Моля, обърнете внимание, че при този процес дъната на краката на гредите ще се раздалечат на разстояние от няколко милиметра до няколко сантиметра. Това може да доведе до изместване и превъртане на Mauerlat и до разрушаване на корниза на стената. В случай на дистанционни рафтови системи, когато Mauerlat е здраво фиксиран, този процес може да доведе до раздалечаване на стените.

Дистанционни слоести греди

Гредата, която извършва работа по огъване и прехвърля натоварването на тягата към стенните панели, трябва да има поне две фиксирани опори.

За да изчислим този тип рафтови системи, в предишните диаграми заменяме долните опори с различни степени на свобода с опори с една степен на свобода - шарнирни. За да направите това, където няма такива, прътите за опора са приковани към ръбовете на краката на гредите. Като правило се използва блок, чиято дължина е най-малко един метър, а напречното сечение е около 5 на 5 см, като се вземе предвид връзката на ноктите. В друго изпълнение можете да подредите опора под формата на зъб. В първата версия на схемата за изчисление, когато гредите лежат хоризонтално срещу гредите, горните краища на гредите се зашиват заедно или с пирони, или с болт. Така се получава шарнирна опора.

В резултат на това изчислителните схеми остават практически непроменени. Вътрешните напрежения на огъване и натиск остават непроменени. В старите опори обаче се появява сила на натиск. В горните възли на всеки крак на гредите изчезва противоположно насочената тяга, произхождаща от края на другия крак на гредите. По този начин не създава много проблеми.

Ръбовете на гредите, които се опират един в друг или напречно на гредата, може да се наложи да бъдат проверени за срутване на материала.

При дистанционните системи за рафтове целта на свиването е различна - при аварийни ситуации тя работи за компресия. По време на работа той намалява тягата върху стените на ръбовете на гредите, но не го елиминира напълно. Тя може да го премахне напълно, ако го закрепи в самото дъно, между ръбовете на краката на гредите.

Моля, имайте предвид, че използването на дистанционни слоести греди конструкции изисква внимателно отчитане на въздействието на силата на натиск върху стените. Това разширение може да бъде намалено чрез инсталиране на твърди и издръжливи гребенни греди. Необходимо е да се опитате да увеличите твърдостта на гредата чрез инсталиране на стелажи, конзолни греди или подпори или чрез издигане на строителен асансьор. Това важи особено за къщи от дървен материал, нарязани трупи, лек бетон. Бетонните, тухлените и панелните къщи много по-лесно издържат на силата на натиск върху стените.

По този начин конструкцията на фермата, издигната с помощта на дистанционната опция, е статично стабилна при различни комбинации от натоварвания, не изисква твърдо закрепване на мауерлата към стената. За да се поддържа тягата, стените на сградата трябва да са масивни, оборудвани с монолитен стоманобетонен пояс около периметъра на къщата. В случай на авария, вътре в дистанционна система, която работи на компресия, свиването няма да спаси ситуацията, а само частично ще намали тягата, която се предава на стените. Именно за да се избегне аварийна ситуация, е необходимо да се вземат предвид всички натоварвания, които могат да действат върху покрива.

По този начин, без значение каква форма е избран покривът на къщата, цялата рафтова система трябва да бъде проектирана по такъв начин, че да отговаря на изискванията за надеждност и здравина. Направи пълен анализконструкцията на рафтовете не е лесна задача. При изчисляване на дървени греди е необходимо да се включат голям брой различни параметри, включително разширение, огъване и възможни натоварвания на тегло. За по-надеждно подреждане на рафтовата система е възможно да се монтират по-подходящи методи за закрепване. В същото време не трябва да приемате размерите на гредите, без да направите пълен анализ на техните технически и функционални възможности.

Изчисляване на напречното сечение на гредите

Напречното сечение на гредите се избира, като се вземат предвид техните дължини и натоварването, което поемат.

Така се избира дървен материал с дължина до 3 метра с диаметър на напречното сечение 10 cm.

Греда с дължина до 5 метра с диаметър на напречното сечение 20 cm.

Греди с дължина до 7 метра – с диаметър на сечението до 24 cm.

Как да изчислим гредите - пример

Като се има предвид двуетажна къща с размери 8 на 10 метра, височината на всеки етаж е 3 метра. Избраният покрив е вълнообразен азбестоциментови листове. Покривът е двускатен, опорни постовекоито са разположени по централната носеща стена. Стъпката на гредите е 100 см. Трябва да изберете дължината на гредите.

Как да изчислим дължината на гредите? Както следва: дължината на краката на гредите може да бъде избрана така, че върху тях да се положат три реда листове от шисти. Тогава необходимата дължина е: 1,65 x 3 = 4,95 m наклон на покрива в този случай ще бъде равен на 27,3 °, височината на образувания триъгълник, тоест таванското пространство, е 2,26 метра.

1. Изчисляване на носещи елементи на покритието

Рафтовите крака се изчисляват като свободно разположени греди върху две опори с наклонена ос. Натоварването върху крака на гредите се събира от товарната зона, чиято ширина е равна на разстоянието между краката на гредите. Изчисленото живо натоварване q трябва да бъде разположено в два компонента: нормално спрямо оста на крака на ребрата и успоредно на тази ос.

2.1.1. Изчисляване на летвата

Приемаме обшивка от дъски с напречно сечение 50´50 mm (r = 5,0 kN/m), положени на стъпки от 250 mm. Дърво - чам. Наклонът на гредите е 0,9 m.

Изчисляването на обшивката за покрива се извършва според две опции за натоварване:

а) Собствено тегло на покрива и снега (изчисляване на якост и деформация).

б) Собствено тегло на покрива и концентриран товар.

Първоначални данни:

1. Приемаме пръти от 2-ри клас с изчисленото съпротивление Рu=13 MPaи модул на еластичност E=1´ 10 4 MPa.

2. Условия на работа B2 (в нормалната зона), мV=1 ; мн=1,2 за монтажно натоварване при огъване.

3. Коефициент на надеждност според предназначението ж н=0,95 .

4.Плътност на дървесината r =500 kg/m3.

5. Коефициент на надеждност при натоварване от теглото на поцинкована стомана ж f=1,05 ; от теглото на щангите ж f=1,1 .

6. Стандартно тегло на снежната покривка на 1 m 2 хоризонтална проекция на земната повърхност С 0 =2400 N/m 2.

Схема за проектиране на летва

Таблица 2.1

Събиране на натоварване за 1 m.p. летви, kN/m

Където С 0 - стандартна стойност на теглото на снежната покривка на 1 m 2 хоризонтално

повърхността на земята, взета съгласно таблицата. 4, за IV снежен рай

тя С 0 = 2,4 kPa;

м- коефициент на преход от теглото на снежната покривка на земята към

натоварване от снягза покритие, прието по т. 5.3 – 5.6.

Когато гредата е натоварена с равномерно разпределено натоварване от собственото си тегло и сняг, максималният огъващ момент е равен на:

Кн м

При ъгли на наклон на покрива a³10° се взема предвид, че собственото тегло на покрива и обшивката е равномерно разпределено по повърхността (наклона) на покрива, а снегът е разпределен върху неговата хоризонтална проекция:

M x = M cos a = 0,076 cos 29 0 = 0,066 kN´m

M y = M sin a = 0,076 sin 29 0 = 0,036 kN´m

Момент на съпротива:

см

см

Силата на обшивката се проверява, като се вземе предвид наклоненото огъване по формулата:

,

Където MxИ мое- компоненти на изчисления огъващ момент спрямо главните оси X и Y.

Рай=13 MPa

жн=0,95

,

Инерционният момент на блока се определя по формулата:

см 4

см 4

Деформация в равнина, перпендикулярна на наклона:

м

Деформация в равнина, успоредна на наклона:

м,

Където E=10 10 Pa- модул на еластичност на дървото по протежение на влакното.

Пълна деформация:

= m

Проверка на деформация: ,

където = е максимално допустимото относително отклонение, определено съгласно таблицата. 16 .

Когато греда е натоварена със собствено тегло и концентриран товар, максималният момент в обхвата е равен на:

Проверка на здравината на нормалните секции:

Където Рай=13 MPa- изчислена устойчивост на огъване на дърво.

жн=0,95 - коефициент на надеждност по предназначение.

Условията за първата и втората комбинация са изпълнени, поради което приемаме обшивката със сечение b´h=0,05´0,05 със стъпка 250 mm.

2.1.2. Изчисляване на греди крака

Нека изчислим слоести греди, изработени от греди с едноредово разположение на междинни опори за поцинкован покрив. кр. желязо. Основата на покрива е обшивка, изработена от пръти с напречно сечение от 50-50 mm на стъпки =0,25 m. Стъпка на крака на рафта =1,0 m. Материалът за всички дървени елементи е бор 2 клас. Условия на работа – B2.

Строителен район - Вологда.

Изчислителна схема на крака на гредите

Пръчките на обшивката се поставят по дължината на краката на гредите, които са по-ниски

краищата почиват върху мауерлати (100 100), положени по вътрешния ръб на външните стени. В блока на билото гредите са закрепени с две наслагвания на дъски. За да се компенсира разширението, краката на гредите са затегнати с напречна греда - две сдвоени дъски. Ъгъл на наклон на покрива 29 0 .

Събираме товари на 1 m2 наклонена повърхност на покритието и въвеждаме данните в таблица 2.2.

Таблица 2.2
Събиране на натоварване за 1 m.p. крак, kN/m

Където С 0 - стандартна стойност на теглото на снежната покривка на 1 m 2 хоризонтална повърхност на земята, взета съгласно табл. SNiP 4, за IV снежен район С 0 = 2,4 kPa;

м- коефициент на преход от теглото на снежната покривка на земята към снежното натоварване върху покривката, приет съгласно точки 5.3 - 5.6.

Извършваме статично изчисление на крака на гредата като греда с два участъка, натоварена с равномерно разпределено натоварване. Опасният участък на крака на гредите е участъкът при средната опора.

Момент на огъване в този участък:

Вертикалното налягане в точка С, равно на дясната опорна реакция на двуучастъчната греда, е:

=0,265 kN

При симетрично натоварване на двата склона вертикалният натиск в точка С се удвоява: kN.

Разпространявайки това налягане по посока на краката на гредите, намираме силата на натиск в горната част на крака на гредите:

kN

колекциятовари

Първо, за да определим натоварванията, задаваме напречното сечение на крака на ребрата на 75x225 mm. Постоянното натоварване на крака на гредите се изчислява в таблица. 3.2.

Таблица 3.2 Изчислено постоянно натоварване на крака на гредите, kPa

Очаквано максимално натоварване на крака на гредите (комбинация от постоянен плюс сняг)

Геометричен модел на гредите

Схемите за изчисляване на крака на гредите са показани на фиг. 3.2. С ширината на коридора в оси =3,4 m разстояние между надлъжните оси на външната и вътрешната стена.

Разстоянието между осите на силовата плоча и леглото, като се вземе предвид препратката към оста (

=0,2 m)m. Монтираме скобата под ъгъл β = 45 ° (наклон 2 = 1). Наклонът на гредите е равен на наклона на покрива i 1 =i = 1/3 = 0,333.

За да определите размерите, необходими за изчислението, можете да начертаете геометрична диаграма на гредите в мащаб и да измерите разстоянията с линийка. Ако мауерлатът и кракът са на едно и също ниво, тогава разстоянията на крака на гредите могат да бъдат определени с помощта на формулите

Височини на възлите h 1 =i 1 л 1 =0,333*4,35=1,45 м; h 2: = i 1 л=0,333*5,8=1,933 m Маркировка за височина: вземете напречната греда на 0,35 m под пресечната точка на осите на гредата и стълба. ч = ч 2 - 0,35 (m) = 1,933 -0,35 = 1,583 m.

Усилия в крака на гредите върху напречната греда

Рафтерният крак действа като непрекъсната греда с три участъка. Подпорните утайки могат да променят опорните моменти в непрекъснатите греди. Ако приемем, че поради слягането на опората огъващият момент върху нея е станал равен на нула, тогава можем условно да изрежем шарнира на мястото на нулев момент (над опората). За да изчислим крака на гредите с определен запас на безопасност, приемаме, че слягането на подпората е намалило опорния момент на огъване над него до нула. Тогава проектната схема на крака на гредите ще съответства на фиг. 3.2, c.

Огъващ момент в крака на греда

За да определим тягата в напречната греда (затягане), приемаме, че опорите са провиснали по такъв начин, че опорният момент над подпората е равен на М 1 а над стелажите - нула. Условно изрязваме пантите на места с нулеви моменти и разглеждаме средната част на гредите като арка с три панти с обхват л cp = 3,4 m пространство в такава арка е равно на

Вертикален компонент на реакцията на подпората

Използвайки диаграмата на фиг. 3.2.g, определяме силата в подпората

Ориз. 3.2. Схеми за изчисляване на гредите

а-напречно сечение на таванското покритие; b - диаграма за определяне на очакваната дължина на крака на ребрата; c - проектна схема на крака на ребрата; d - диаграма за определяне на тягата в напречната греда; l - също и за схема с една надлъжна стена; 1 - Mauerlat; 2 - в легнало положение; 3 - бягане; 4 - рафтов крак; 5 - стойка; 6 - подпора; 7 - напречна греда (затягане); 8 - дистанционер; 9, 10 - напорни пръти; 11 - кобилка; 12 - наслагване.

Изчисляване на краката на гредите въз основа на нормалната здравинасекции

Необходим момент на съпротивление на хода

Според прил. M вземаме ширината на крака на гредите b = 5 cm и намерете необходимата височина на секцията

Според прил. Взимаме дъска със сечение 5х20 см.

Не е необходимо да се проверяват отклоненията на крака на гредите, тъй като той се намира в стая с ограничен достъп от хора.

Изчисляване на фуги на дъскигреди крак.

Тъй като дължината на крака на гредите е повече от 6,5 м, е необходимо да се направи от две дъски с припокриваща се връзка. Поставяме центъра на ставата на мястото, където тя лежи върху подпората. Тогава огъващият момент в ставата по време на слягане на подпората M 1 = 378,4 kN*cm.

Изчисляваме фугата по същия начин като фугата на греди. Приемаме дължината на припокриване л nahl = 1,5 m = 150 cm, гвоздеи диаметър д= 4 мм = 0,4 см дължина л пазачи = 100 мм.

Разстояние между осите на връзките на ноктите

150 -3*15*0,4 =132см.

Сила, възприемана от връзка с пирони

Q=M op /Z=378.4/ 132 =3.29 kN.

Очаквана дължина на защипване на пирона, като се вземе предвид нормираната максимална междина между дъските δ W = 2 mm с дебелина на дъската δ D = 5,0 cm и дължина на върха на пирона l.5d

a p = л gv -δ d -δ w -l.5d = 100-50-2-1.5*4 = 47.4 mm = 4; 74 см.

При изчисляване на връзка с дюбел (пирон):

– дебелина на по-тънкия елемент а= а стр =4,74 см;

– дебелина на по-дебелия елемент c = δ d =5,0 cm.

Намиране на връзка климатик = 4,74/5,0 = 0,948

Според прил. T, намираме коефициента k n =0,36 kN/cm 2.

Намираме носещата способност на един шев на един пирон от условията:

– раздробяване в по-дебел елемент

= 0,35*5*0,4*1*1/0,95 = 0,737 kN

– намачкване в по-тънък елемент

= 0,36*4,74*0,4*1*1/0,95 = 0,718 kN

– огъване на ноктите

= (2,5* 0,4 2 + 0,01* 4,74 2)

/0,95=0,674 kN

– но не повече от kN

Изберете най-малката от четирите стойности Т = 0,658 kN.

Намиране на необходимия брой пирони П пазачи ≥ Q/ T =2,867/0,674=4,254.

Приемаме П пазачи = 5.

Проверяваме възможността за инсталиране на пет нокти в един ред. Разстоянието между гвоздеите през дървесните влакна е S 2 = 4d = 4 * 0,4 = 1,6 cm. Разстоянието от външния гвоздей до надлъжния ръб на дъската е S 3 = 4d = 4 * 0,4 = 1,6 cm.

Според височината на крака на гредите ч = 20 см трябва да паснат

4S 2 +2Sз=4*1,6+2*1,6 = 9,6 см

Изчисляване на връзката между напречната греда и крака на гредите

Съгласно асортимента (Приложение М) приемаме напречна греда, изработена от две дъски с напречно сечение bxh = 5х15 см всеки. Силата при съединението е сравнително голяма (N = 12, kN) и може да изисква инсталирането на голям брой пирони при условия на строителната площадка. За да намалим сложността на монтажа на покритието, ние проектираме болтова връзка между напречната греда и крака на гредите. Приемаме болтове с диаметър d = 12 mm = 1,2 cm.

В крака на гредите дюбелите (болтовете) смачкват дървото под ъгъл спрямо влакната α = 18,7 0. Според прил. Намираме коефициента k α =0,95, съответстващ на ъгъл α =18,7 0.

В броенето дюбелна връзкадебелината на средния елемент е равна на ширината на гредата c = 5 cm, дебелината на външния елемент е ширината на напречната дъска а = 5 см.

Определяме носещата способност на един шев на един дюбел от условията:

– смачкване в средния елемент

= 0,5*5* 1,2*0,95* 1 *1/0,95 = 3,00 kN

– смачкване в най-външния елемент

= 0,8*5*1,2*1*1/0,95 = 5,05 kN;

– огъване на дюбел = (l.8* 1.2 2 + 0.02* 5 2)

/0,95=3,17 kN

- но не повече от kN

От четирите стойности изберете най-малката T = 3,00 kN.

Определяме необходимия брой дюбели (болтове) с броя на шевовете n w =2

Приемаме броя на болтовете n H =3.

Не е необходимо да проверявате напречното сечение на напречната греда за здравина, тъй като тя има голяма граница на безопасност.

4. ОСИГУРЯВАНЕ НА ПРОСТРАНСТВЕНА КОРАВИНА И ГЕОМЕТРИЧНА СТАБИЛНОСТ НА СГРАДАТА