Расчет балок и стропил на крышу: Стропильная система. Расчет стропил и балок перекрытия.

Онлайн расчет стропил крыши — оставьте заявку InterCity

Расчет балок стропильной системы

Расчет деревянных двутавровых балок стропильной системы ведется по II предельному состоянию, по прогибам.

Сечение балок подбирается под такую нагрузку, чтобы прогиб в центе пролета был по величине не более допустимого прогиба, который определяется СНиП «Нагрузки и воздействия». В частности для стропильной системы допустимый прогиб равен L/200, где L — максимальный пролет.

Например, при максимальном пролете стропильной ноги равном 7 метров, возможен прогиб 7000/200 = 35 мм. Это прогиб, при котором возможна нормальная эксплуатация кровли.

Исходя из рекомендаций СНиП о максимальном прогибе, мы составили сводные таблицы максиманых пролетов балок в зависимости от высоты, типа, шага балок, значений нагрузки, а также от угла наклона кровли.

Примечания:

• Балки серии L изготавливаются длиной до 13,5 метров.
• Балки серии W изготавливаются длиной 6 метров.
• Рекомендуемые шаги — 0,6 и 0,8 м
• Максимальный пролет — расстояние «в свету» между соседними опорами. Например, стропильной ноги по скату провли между коньком и мауэрлатом.
• Шаг балок — межосевое расстояние двух соседних балок.

Таблица расчета балок стропильной системы

Угол наклона кровли от 12 до 25 градусов.

Расчет для нагрузки 220 кг/м² (для III снегового региона, в т.ч. Москва и МО)

Высота балки, мм	Тип балок / шаг балок	Максимальные пролеты, м
		0,4	0,6	0,8	1,0
240	Балка ICJ-240W	5,75	5,05	4,60	4,25
300	Балка ICJ-300W	6,00	5,60	5,45	5,10
360	Балка ICJ-360W	6,00	6,00	6,00	5,85
400	Балка ICJ-400W	6,00	6,00	6,00	6,00
240	Балка ICJ-240L	6,30	5,50	5,00	4,60
240	Балка ICJ-240L с полкой 89 мм	7,00	6,10	5,50	5,10
300	Балка ICJ-300L	7,50	6,50	5,90	5,50
300	Балка ICJ-300L с полкой 89 мм	8,40	7,30	6,60	6,20
360	Балка ICJ-360L	8,60	7,50	6,80	6,40
360	Балка ICJ-360L с полкой 89 мм	9,60	8,40	7,60	7,10
400	Балка ICJ-400L	9,40	8,20	7,40	6,90
400	Балка ICJ-400L с полкой 89 мм	10,40	9,10	8,30	7,70
460	Балка ICJ-460L	10,40	9,10	8,30	7,70
460	Балка ICJ-460L с полкой 89 мм	11,60	10,10	9,20	8,50
500	Балка ICJ-500L	11,10	9,70	8,80	8,20
500	Балка ICJ-500L с полкой 89 мм	12,50	10,70	9,80	9,10
600	Балка ICJ-600L	12,70	11,10	10,10	9,40
600	Балка ICJ-600L с полкой 89 мм	13,00	12,30	11,20	10,40

Таблица расчета балок стропильной системы

Угол наклона кровли от 25 до 35 градусов

Расчет для нагрузки 220 кг/м² (для III снегового региона, в т. ч. Москва и МО)

Высота балки, мм	Тип балок / шаг балок	Максимальные пролеты, м
		0,4	0,6	0,8	1,0
240	Балка ICJ-240W	5,90	5,10	4,70	4,30
300	Балка ICJ-300W	6,00	6,00	5,60	5,20
360	Балка ICJ-360W	6,00	6,00	6,00	6,00
400	Балка ICJ-400W	6,00	6,00	6,00	6,00
240	Балка ICJ-240L	6,40	5,60	5,10	4,70
240	Балка ICJ-240L с полкой 89 мм	7,20	6,30	5,70	5,30
300	Балка ICJ-300L	7,70	6,70	6,10	5,70
300	Балка ICJ-300L с полкой 89 мм	8,60	7,50	6,80	6,30
360	Балка ICJ-360L	8,90	7,70	7,00	6,50
360	Балка ICJ-360L с полкой 89 мм	9,90	8,60	7,80	7,20
400	Балка ICJ-400L	9,60	8,40	7,60	7,10
400	Балка ICJ-400L с полкой 89 мм	10,70	9,30	8,50	7,90
460	Балка ICJ-460L	10,70	9,30	8,50	7,90
460	Балка ICJ-460L с полкой 89 мм	11,90	10,40	9,40	8,70
500	Балка ICJ-500L	11,40	9,90	9,00	8,40
500	Балка ICJ-500L с полкой 89 мм	12,60	11,00	10,00	9,30
600	Балка ICJ-600L	13,00	11,40	10,30	9,60
600	Балка ICJ-600L с полкой 89 мм	13,00	12,60	11,50	10,60

Таблица расчета балок стропильной системы

Угол наклона кровли от 35 до 45 градусов

Расчет для нагрузки 220 кг/м² (для III снегового региона, в т. ч. Москва и МО)

Высота балки, мм	Тип балок / шаг балок	Максимальные пролеты, м
		0,4	0,6	0,8	1,0
240	Балка ICJ-240W	6,00	5,30	4,85	4,50
300	Балка ICJ-300W	6,00	6,00	5,80	5,30
360	Балка ICJ-360W	6,00	6,00	6,00	6,00
400	Балка ICJ-400W	6,00	6,00	6,00	6,00
240	Балка ICJ-240L	6,70	5,80	5,30	4,90
240	Балка ICJ-240L с полкой 89 мм	7,40	6,50	5,90	5,50
300	Балка ICJ-300L	8,00	6,90	6,30	5,80
300	Балка ICJ-300L с полкой 89 мм	8,90	7,80	7,00	6,50
360	Балка ICJ-360L	9,20	8,00	7,30	6,70
360	Балка ICJ-360L с полкой 89 мм	10,20	8,90	8,10	7,50
400	Балка ICJ-400L	9,90	8,70	7,90	7,30
400	Балка ICJ-400L с полкой 89 мм	11,00	9,60	8,80	8,10
460	Балка ICJ-460L	11,10	9,60	8,80	8,10
460	Балка ICJ-460L с полкой 89 мм	12,30	10,70	9,70	9,00
500	Балка ICJ-500L	11,80	10,30	9,30	8,70
500	Балка ICJ-500L с полкой 89 мм	13,00	11,40	10,40	9,60
600	Балка ICJ-600L	13,00	11,80	10,70	9,90
600	Балка ICJ-600L с полкой 89 мм	13,00	13,00	11,90	11,00

расчет сечения балок и брусьев, размеров, толщины, высоты, стропильные работы, усиление системы каркасного дома

Погодные условия нашей страны непостоянны, поэтому система стропил строящегося дома должна обладать достаточно высокими надежностью и прочностью. В данной статье рассказано о том, как рассчитать стропила и стропильную систему, различные нагрузки на них и приведен пример такого расчета.

Независимо от выбранной формы будущей крыши ее система стропил должна быть достаточно прочной, для чего необходимо прежде всего грамотно и правильно рассчитать систему стропильную.

Первоочередной задачей проектировщика и архитектора является не проектирование внешнего вида здания, а качественно выполнить расчет прочности планируемого дома, в том числе и его системы стропил.

Расчет системы стропил включает в себя целый ряд различных параметров, к которым относятся:

• вес кровельных материалов, используемых для покрытия кровли, например – мягкая кровля, ондулин, натуральная черепица и т.д.;
• вес используемых при внутренней отделке материалов;
• вес самой конструкции системы стропил;
• расчет балок и стропил;
• внешние погодные воздействия на кровлю и другие.

В процессе выполнения расчета стропильной системы следует обязательно рассчитать следующие позиции:

1. Расчет сечения стропил;
2. Шаг стропил, т.е. расстояние между ними;
3. Пролеты системы стропил;
4. Проектирование стропильной фермы и выбор, какая схема крепления стропил – наслонные или висячие – будет применяться при строительстве;
5. Анализ несущих возможностей фундамента и опор;
6. Расчет таких дополнительных элементов, как затяжки, связывающие конструкцию стропил, предотвращая ее «разъезжание» и раскосы, позволяющие «разгрузить» стропила.

При использовании типового проекта нет необходимости задумываться о том, как рассчитать стропильную систему, поскольку все расчеты уже выполнены. В случае же строительства по индивидуальному проекту все необходимые расчеты следует выполнять заранее.

Заниматься кровельными работами своими руками и расчетами должен специалист, обладающий достаточной квалификацией и имеющий необходимые знания и умения.

Содержание

1. Требования к элементам конструкции стропил
2. Расчет снеговой нагрузки
3. Расчет ветровой нагрузки
4. Расчёт сечений стропил и прочих элементов системы стропил
5. Пример расчета системы стропил

Требования к элементам конструкции стропил

Монтаж стропильной системы

Для изготовления элементов конструкции стропил используют древесину хвойных пород, влажность которой не должна превышать 20%.

Современный кровельный деревянный материал предварительно обрабатывают специальными защитными препаратами. Такие параметры, как толщина стропил, выбираются в соответствии с расчетами, рассмотренными ниже.

Нагрузки, оказывающие влияние на конструкцию стропил и в связи с которыми может  потребоваться усиление стропильной системы, в соответствии с продолжительностью воздействия разделяются на две категории: временные и постоянные:

1. Постоянные нагрузки включают в себя нагрузки, создаваемые собственным весом конструкции стропил, весом материалов для кровли, обрешетки, теплоизоляции и использованных при отделке потолка материалов. На них оказывают непосредственное влияние размеры стропил;
2. Временные нагрузки, можно также разделить на кратковременные, длительные и особые. Кратковременные нагрузки включают в себя вес рабочих, выполняющих кровельные работы, а также вес используемых ими инструментов и оборудования. Кроме того, к кратковременным нагрузкам относят ветровые и снеговые нагрузки на кровлю. Особые нагрузки включают в себя довольно редко возникающие воздействия, такие как землетрясения.

Чтобы рассчитать стропильную систему, используя предельные состояния данных групп нагрузок, необходимо учитывать их наиболее неблагоприятное сочетание.

Расчет снеговой нагрузки

Карта снеговых нагрузок

Наиболее полное рассчитываемое значение нагрузки снежного покрова вычисляется при помощи формулы:

S=Sg*µ

• где Sg – принимаемое из таблицы расчётное значение массы снежного покрова на 1 м² горизонтальной земной поверхности;
• µ — коэффициент, определяющий переход от веса снежного покрова на земле к снеговой нагрузке на кровельное покрытие.

Значение коэффициента µ выбирается в зависимости от угла уклона скатов кровли:

µ=1, если углы уклона ската крыши не превышают 25°.

µ=0,7 в случае, когда углы уклона скатов находятся в диапазоне 25-60°.

Важно: в случае, если угол уклона кровельного ската превышает 60 градусов, значение нагрузки снежного покрова не учитывается при выполнении расчета системы стропил.

Расчет ветровой нагрузки

Карта ветровых нагрузок

Для вычисления расчетного значения средней ветровой нагрузки на определенной высоте над уровнем земли используется следующая формула:

W=Wo*k

Где Wo – установленное нормативами значение нагрузки ветра, принимаемое из таблицы согласно ветрового района;

k — учитывающий изменение давления ветра в зависимости от высоты коэффициент, выбираемый из таблицы, в зависимости от того, в какой местности ведется строительство:

1. В столбце «А» указываются значения коэффициента для таких местностей, как открытые побережья водохранилищ, озер и морей, тундры, степи, лесостепи и пустыни;
2. Столбец «В» включает значения для городских районов, лесных массивов и прочих местностей, покрытых равномерно препятствиями, высота которых превышает 10 метров.

Важно: тип местности при расчете ветровой нагрузки на кровлю может изменяться в зависимости от направления ветра, используемого при расчете.

Расчёт сечений стропил и прочих элементов системы стропил

Сечение стропил зависит от следующих параметров:

• Длина стропильных ног;
• Шаг, с которым установлены стропила каркасного дома;
• Расчетная величина различных нагрузок в данной местности.

Приведенные в таблице данные не являются полноценным расчетом системы стропил, они являются лишь рекомендуемые для использования при расчетах, когда стропильные работы будут производиться для простых кровельных конструкций.

Приведенные в таблице значения соответствуют максимально возможным нагрузкам на систему стропил для Московской области.

Приведем для системы стропил размер прочих элементов конструкции стропил:

• Мауэрлат: брусья сечением 150х150, 150х100 или 100х100 мм;
• Диагональные ендовы и ноги: брусья сечением 200х100 мм;
• Прогоны: брусья сечением 200х100, 150х100 или 100х100 мм;
• Затяжки: брусья сечением 150х50 мм;
• Ригели, выступающие в качестве опор для стоек: брусья сечением 200х100 или 150х100 мм;
• Стойки: брусья сечением 150х150 или 100х100 мм;
• Доски короба карниза, подкосы и кобылки: брусья сечением 150х50 мм;
• Подшивочные и лобовые доски: сечение (22-25)х(100-150) мм.

Пример расчета системы стропил

Стропильная система

Приведем конкретный пример расчета системы стропил. В качестве исходных данных возьмем следующие:

• расчетная нагрузка на кровлю равна 317 кг/м²;
• нормативная нагрузка составляет 242 кг/м²;
• угол уклона скатов равен 30º;
• длина пролетов в горизонтальных проекциях составляет 4,5 метра, при этом L₁ = 3 м, L₂ = 1,5 м;
• Шаг монтажа стропил составляет 0,8 м.

Крепление ригелей к ногам стропил производится при помощи болтов во избежание «размочаливания» его концов гвоздями. В связи с этим значение сопротивления изгибу древесного материала второго сорта с ослабленным сечением составляет 0,8.

R_изг=0,8х130=104 кг/см².

Непосредственно расчет системы стропил:

• Расчет действующей на один метр погонной длины стропила нагрузки:

q_р=Q_р х b=317 х 0,8 = 254 кг/м

q_н=Q_н х b=242 х 0,8 = 194 кг/м

• В случае, если уклон скатов кровли не превышает 30 градусов, стропила рассчитываются как изгибаемые элементы.

Согласно этому выполняется рассчитывается максимальный изгибающий момент:

М = -q_рх(L₁³ + L₂³) / 8х(L₁+L₂) = -254 х (3³+1,5³) / 8 х (3+1,5) =-215 кг х м = -21500 кг х см

Примечание: знак «минуса» указывает, что направление изгиба действует противоположно прикладываемой нагрузке.

• Далее рассчитывается необходимый требуемый момент сопротивления изгибу для стропильной ноги:

W = M/R_изг = 21500/104 = 207 см³

• Для изготовления стропил обычно используются доски, толщина которых составляет 50 мм. Возьмем ширину стропила, равную стандартному значению, т.е. b=5 см.

Высота стропил при этом рассчитывается с использованием необходимого момента сопротивления:

h = √(6хW/b) = √(6х207/5) = √249 =16 см

• Получены следующие размеры стропила: сечение b = 5 см, высота h = 16 см. Сверяясь с размерами пиломатериалов согласно ГОСТ, выбираем ближайший размер, подходящий под данные параметры: 175х50 мм.
• Полученное значение сечения стропил проверяется на прогибание в пролете: L₁=300 см. Первым делом следует выполнить расчет стропильной ноги данного сечения на момент инерции:

J = bh³/12 = 5×17,5³/12 = 2233 см³

Далее рассчитывается прогиб в соответствии с нормативами:

f_нор = L/200 = 300/200 = 1,5 см

Наконец, следует рассчитать прогиб под воздействием нормативных нагрузок в данном пролете:

f = 5 х q_н х L⁴ / 384 х E х J = 5 х 1,94 х 300⁴ / 384 х 100000 х 2233 = 1 см

Значение расчетного прогиба в 1 см меньше значения нормативного прогиба, составляющего 1,5 см, поэтому выбранное ранее сечение досок (175х50 мм) подходит для строительства данной системы стропил.

• Рассчитываем усилие, действующее вертикально в месте схождения стропильной ноги и подкоса:

N = q_р х L/2 + M х L/(L₁хL₂) = 254х4,5/2 – 215х4,5/(3х1,5) = 357 кг

Данное усилие затем раскладывается на:

• ось стропила S = N х (cos b)/(sin g) = 357 х cos 49° / sin 79° = 239 кг;
• ось подкоса P = N х (cos m) / (sin g) = 357 х cos 30° / sin 79° = 315 кг.

где b=49°, g=79°, m=30°. Данные углы обычно задаются заранее или рассчитываются с помощью схемы будущей кровли.

В связи с небольшими нагрузками следует конструктивно подойти к расчету сечения подкоса и проверке его сечения.

Если в роли подкоса будет использоваться доска, толщина которой составляет 5 см, а высота – 10 см (общая площадь равна 50 см²), то выдерживаемая ей нагрузка сжатия рассчитывается по формуле:

Н = F х Rсж = 50 см² х 130 кг/см² = 6500 кг

Полученное значение почти в 20 раз превышает требуемое, составляющее 315 кг. Несмотря на это, сечение подкоса не будет уменьшено.

Более того, для предотвращения его выворачивания к нему будут пришиты с двух сторон бруски, сечение которых составляет 5х5 см. Данное крестообразное сечение позволит повысить жесткость подкоса.

• Далее произведем расчет распора, воспринимаемого затяжкой:

Н = S х cos m = 239 х 0,866 = 207 кг

Толщина ригеля-схватки задается произвольно, b=2,5 см. Исходя из расчетного сопротивления древесины растяжению, равного 70 кг/см²,  рассчитаем необходимое значение высоты сечения (h):

h = Н/b х R_рас = 207 / 2,5х70 =2 см

Сечение схватки получило довольно небольшие размеры 2х2,5 см. Допустим, что она будет изготавливаться из досок размером 100х25 мм и крепиться винтами диаметром 1,4 см. Для расчета необходимо использовать формулы, используемые при расчете винтов на срез.

Тогда значение рабочей длины глухаря (винта, диаметр которого превышает 8 мм) принимается в зависимости от толщины доски.

Расчет несущей способности одного винта выполняется следующим образом:

T_гл = 80 х d_гл х a = 80х1,4х2,5 = 280 кг

Крепление схватки требует установки одного винта (207/280).

Чтобы не допустить смятия древесного материала в месте винтового крепления, количество винтов рассчитывается с помощью формулы:

T_гл = 25 х d_гл х a = 25х1,4х2,5 = 87,5 кг

В соответствии с полученным значением крепление стяжки потребует трех винтов (207/87,5).

Важно: толщина доски для затяжки, составляющая 2,5 см, выбрана для демонстрации расчета винтов. На практике с целью использования одинаковых деталей толщина или сечение затяжки обычно соответствует параметрам стропил.

• Наконец, следует заново произвести пересчет нагрузок всех конструкций, изменив ориентировочный собственный вес на расчетный. Для этого с использованием геометрических характеристик элементов системы стропил рассчитывается общий объем пиломатериалом, необходимых для монтажа системы стропил.

Данный объем умножается на вес древесины, вес 1 м³ которой равен примерно 500-550 кг. В зависимости от площади кровли и шага стропил рассчитывается вес, который измеряется в кг/м².

Стропильная система обеспечивает в первую очередь надежность и прочность возводимой кровли, поэтому ее расчет, а также различные сопутствующие расчеты (например, расчет стропил и балок) следует выполнять грамотно и тщательно, не допуская ни малейшей ошибки.

Доверять выполнение таких расчетов рекомендуется профессионалам, имеющим необходимый опыт и соответствующую квалификацию.

 

 

Вениамин

Задать вопрос

Задавайте вопросы/пишите рекомендации

Помогла ли вам статья?

Расчет истинной длины элементов крыши

Важно рассчитать размер истинной длины элемента крыши.

Эти размеры необходимы для определить точный пролет стропил, свесов, подпорок, веерных подкосов и т.д.
Щелкните здесь, если у вас есть забыл тригонометрические функции.
Вы также можете использовать множитель крыши Таблица, которую можно распечатать с веб-страницы.

Пример Найдите пролет стропила. AS 1684.2 2006 Деревянно-каркасные жилые дома четко различаются между расстоянием и пролетом (см. рис. 2.18 и пункт 2.7.5.

2.7.5.2 Расстояние межосевое расстояние между конструктивные элементы, если не указано иное.

2.7.5.3 Пролет строительное расстояние между точек, способных оказывать полную поддержку конструктивным элементам или узлам. В частности, стропильные пролеты измеряются как расстояние между точками опоры по длине стропила, а не в виде горизонтальной проекции этого расстояния.

2. 7.5.5 Одиночный пролет пролет поддерживаемого элемента на обоих концах или рядом с ними без промежуточных опор.

2.7.5.5 Непрерывный пролет термин, применяемый к элементам поддерживается на обоих концах или рядом с ними, а также в одной или нескольких промежуточных точках таким образом, что ни один интервал не превышает другого более чем в два раза.

Расчет пролета/длины элементов крыши. Как видно, пролет стропила на рисунке ниже не совсем в соответствии с Кодексом, но мы будем использовать цифры для стропила пролет, рассчитанный ниже.
Используем тригонометрические функции для расчета Угол будет крышей шаг
Противоположный участок подъем крыши
Прилегающая сторона стропильный прогон
Гипотенуза истинная длина стропила подача 20, длина стропил 3,340 м и ширина карниза 0,6 м, фактический размер для расчета свес в данном случае 0,76 метра (0,60 + 0,16 лицевого кирпича + полость).

Следовательно, длина стропила составляет 3,554 метра.

Помните, что пролет стропил согласно СНиП является лицевой расстояние и что наше расчетное расстояние на 96 мм больше в этом случае (см. рис. 2). Это обеспечивает запас прочности, а в пограничном случае, там, где пролет короче всего на пару мм, вы можете использовать расстояние для пролета.

Расчет свеса крыши Необходимо различать облицованный деревянный каркас и кирпично-фанерную конструкцию. рассчитать свес карниза. См. также рисунок 2.18 (b) в разделе 2. нормы относительно длины свеса. Допустим, ширина карниза 600 мм. тогда горизонтальный размер выступа составляет 600 мм плюс кирпич 110 мм. стена плюс полость 50 мм, что составляет 760 мм. Теперь сделайте то же самое, что и для стропила (свес в данном случае — гипотенуза).

Карнизный свес для кирпично-фанерного дома с шириной карниза 600 мм 0,809 метра

Найти длину стойки Если стропила опирается только на точки (один пролет) и подходящий размер не может быть найден в таблицах, то дополнительный поддержка (подпрогон) необходима. Подпрогон должны поддерживаться распорками.

Стойки могут располагаться вертикально, как показано на рисунке 4 (а), или перпендикулярно к стропилу (б).

Положение подпрогона должно быть определено до того, как вы сможете рассчитать длина стойки. Чтобы использовать непрерывный пролет стропила, положение подпулина должно быть в средней трети стропила как показано на рисунке 5. Помните, что непрерывный элемент пролета является элементом при этом ни один пролет не превышает другого более чем в два раза (Раздел 2, Параграф 2.7.5.5).
Как только вы определили положение подпрогона, вы можете рассчитайте длину вертикальной стойки, используя грех , потому что или тан . Однако подпрогон в примерах классов обычно ставится в середине пролета, потому что это упрощает расчет для всех элементов крыши участка «Кровельный каркас».

Напыщенный

Распорки крыши могут быть применены различными способами, например:

Вертикальные стойки                                          Перпендикулярно крыше Распорки крыши 7. 2.15.1 При необходимости должны быть предусмотрены подкосы для поддержки элементов крыши, такие в качестве подпрогонов, коньковых досок, вальмовых и ендовных стропил. Стойка конька

Эта распорка поддерживает конек по центру крыша. Если конек распорный, то нужно найти длину коньковая стойка. Длина стойки определяется обратным расчетом:

Вертикальная стойка Если подпрогон расположен в середине пролета, то вертикальный подпрогон длина подкоса равна половине длины конькового подкоса (½ x 1216 = 608). В качестве альтернативы, расчет ½ стропильного прогона (½ х 3340 = 1670) умножить на тангенс уклон крыши.

Следовательно, длина вертикальной стойки составляет:

Перпендикулярная стойка Для расчета длины стойки перпендикулярно к стропилу нужно рассчитать пролет стропил (гипотенуза) первый. Пролет стропил (подкос в середине пролета) это половина стропильного прогона (3340/2), деленная на cos 20.

Теперь вы можете снова использовать функцию tan- для вычисления перпендикуляра стойки к стропилу. Таким образом, длина перпендикулярной стойки составляет

Стойка вентилятора

Пролет подпорки можно уменьшить, если использовать веерную стойку вместо одинарной. распорка Пункт 7.2.15.3 в AS 1684.2 — 2006 предусматривает, что угол веерной стойки не должно превышать 45,
(Одна стойка не должна быть меньше 30 от вертикали.) Веерные стойки более эффективны при более крутых скатах крыши, где длина стойка заметна. Чтобы эффективно уменьшить пролет подпрогона, веерная стойка должна иметь угол 45, потому что это приводит к максимальному разбросу стойки вентилятора. Найдите размах стойки вентилятора. Геометрически стойка вентилятора должна состоять из двух равнобедренных прямых углов. треугольники, как показано на рисунке 6. Поскольку оба угла одинаковы, поэтому оба стороны должны быть одинаковыми. Проверьте на своем калькуляторе sin из 45 (= 0,707) и cos 45 (= 0,707) и вы увидите, что вы получите равные цифра для обоих ( sin и cos ).

В предыдущем расчете длина вертикальная стойка 0,608 м (в середине пролета) и длина перпендикулярной стойки 0,647 м (в середине пролета)

Разворот вертикального вентилятора Таким образом, подкос равен 0,608 x 2 = 1,216 м
и
распространения подкоса перпендикулярно веерному стропилу поэтому стойка равна
0,647 x 2 = 1,294 м

Расчет ширины нагрузки и поддерживаемой площади крыши легко понять если учесть нагрузку на элемент конструкции. Спросите себя, какая нагрузка идет на член. Изучите раздел 2 кода и посмотрите на рисунок 2.10 и 2.11 Ширина нагрузки на пол (FLW), рисунок 2.12 Ширина нагрузки на потолок (CLW) и Рисунок 2.13 — 2.16 Ширина нагрузки на крышу (RWL) и убедитесь, что вы понимаете значение ширины груза.

Поддерживаемая площадь крыши (RAS) Для определения размеров подкосных балок (7.3.11), комбинированных контрраспорок балки (7.3.10) или комбинированные распорно-висячие балки (7.3.9), которые вам необходимо знать площадь крыши поддерживается. Площадь легко найти, умножив RLW с длиной нижнего прогона ( x пролет 1 +  x пролет 2), который поддерживает стойка. Обычно мы выбираем только один размер для прогона и, следовательно, только худший случае нужно рассмотреть. Узнайте, сколько необходимо распорных балок. Как только вы определили, сколько распорных балок требуется, определите худший случай. Эта ситуация будет использоваться для выбора размера подпрогон. На рис. 7 ниже показан пример, иллюстрирующий процесс поиска RAS. РАН равно RLW подпрогона, умноженное на самый длинный пролет подпрогона. Обратитесь к Рисунку 7, чтобы найти наихудший случай в конструкции крыши (самая длинная подпрогонный пролет). Стойка слева вертикальна, потому что пролет на левая сторона стойки меньше приведенного пролета 1. Пролет между подкосы, опирающиеся на стены, избыточны и распорно-балочные или комбинированные требуется контрраспорная балка. Были выбраны стойки вентилятора (см. рис. 7) еще больше уменьшить пролет подпрогона (пролет u/p 1 и пролет у/п 2). Как видно, размах u/p 1 уменьшился на ½ размаха распорка вентилятора приводит к уменьшению пролета 1. Пролет u/p 2 уменьшается на разброс стоек вентилятора (слева и справа), т. е. уменьшение размаха = размах u/p 2 минус высота стойки &times2).

Рисунок 7

Альтернативная система распорок Там, где невозможно поддерживать подпорные прогоны от стен или стоек, можно применить некоторые альтернативы, как показано на рисунке 8. Часто подпрогоны выступают (консольно) более чем на 25% от максимально допустимого пролета, тогда вы можете усилить балку анкерным болтом. стропильная система. Каркас в этом случае будет поддерживать подпор.

Рисунок 8

Пролет и расстояние На рисунке 8 показана разница между пролетом и расстоянием между элементами. и ширина груза (например, FLW в этом случае) для средней опоры. площадь нагрузки, поддерживаемая средней культей, будет шириной нагрузки на пол (L1/2+L2/2) &times Bearer пролет (т.е. половина пролета несущей влево и половина несущей пролет вправо, как показано синей областью).

Рисунок 9

Расчет изложен

Все расчеты должны быть выполнены на отдельном листе формата А4. Убедитесь, что это логично изложено, потому что вам может понадобиться обратиться к предыдущим цифрам расчета. Запишите все размеры, а также рассчитанные вами цифры. Подпишитесь на аналогичный процедура, как показано ниже:

1. Стропильный прогон = внешняя ширина между стеновыми пластинами, разделенная на два.
2. Пролет стропила = длина стропила, деленная на cos .
3. Свес = ширина карниза, деленная на cos (добавьте размеры для кирпичной облицовки).
4. Коньковая стойка = время работы стропила tan .
5. Решите, нужен ли подпрогон; если это место его в середине пролета.
6. Новый пролет стропил = пролет стропил, найденный в 2), разделенный на два.
7. Вертикальный раскос до подпрогона = длина конькового раскоса, деленная на 2 (если u/p расположен в середине пролета).
8. Распорка, перпендикулярная стропилу = время пролета стропила tan .
9. Определите положение стоек (обычно на несущих стенах).
10. Если расстояние между опорными стенами слишком велико, может понадобиться балка.
11. Пролет подпрогона также можно уменьшить, если использовать веерную распорку.
12. Определить длину стойки и размеры между стойками (или веерные стойки).
13. Ширина нагрузки на крышу (RLW) = пролет стропил (если они размещены в середине пролета), в противном случае диапазон1 + диапазон2.
14. Площадь нагрузки на крышу = RLW &times ( u/p пролет слева + пролет вверх/вниз справа) или с веерными стойками
    RLW &times (диапазон u/p слева + диапазон u/p справа + размах стойки вентилятора).
15. Висячие балки необходимы, если пролет потолочной балки слишком велик.
16. Разместите подвесные балки в центре комнаты или, при необходимости, разделите комнату по длине/ширине на 3 (4) и разместите их поровну.

Нажмите здесь для шаблона расчета которые вы можете распечатать и использовать

вернуться на страницу о деревянном каркасе

Конструкция деревянной стропильной крыши: полное руководство по расчету конструкций

Еще один день, еще одна статья о конструкции деревянных крыш. на деревянной стропильной крыше и спроектировать ее.🕵️

В этой статье мы покажем точно, шаг за шагом, как рассчитать размеры и спроектировать элементы стропильной крыши в соответствии с Еврокодом по древесине EN 1995-1-1:2004.

Не будем долго говорить, давайте углубимся в это.

🙋‍♀️ Что такое стропильная крыша?

Стропильная крыша состоит из 2-х стропил, наклонных и соединенных между собой вверху коньковой доской. Стропила представляют собой статически говоря балки и обычно имеют соединение / опору внизу (пол) и вверху (второе стропило или коньковая доска). В зависимости от конструкции стропила также могут быть консольными для создания выступа крыши.

Как уже упоминалось, стропильная крыша может быть построена по-разному, а это означает, что разные элементы могут быть построены из разных материалов и систем.

Пример стропильной крыши можно увидеть на следующем рисунке, где в качестве потолочной балки выбрана деревянная балка, воспринимающая горизонтальные опорные силы стропил, в основном, на растяжение.

Кроме того, в качестве системы ветрозащиты выбрана стальная ветрозащитная лента.

Стропильная крыша с деревянными балками и ветровыми ремнями.

Мы еще не рассмотрели ветрозащитные системы, как они работают, зачем они нам нужны, но хотели бы вы узнать больше? Позвольте мне знать в комментариях ниже.

Статическая система стропильной крыши состоит из 2-х наклонных стропил, выполненных в виде балок и соединенных друг с другом вверху шарниром.

Эти балки поддерживаются шарнирными опорами в самой нижней точке или – в случае консольного выступа крыши – вблизи самой нижней точки.

Статическая система стропильной крыши представлена ​​на следующем рисунке.

Статическая система | Крыша с ригелем

Чтобы не потерять контекст, статическая 2D-система представляет следующие стропила.

Но также может представлять любое другое сечение стропил и балки. Расстояние между стропилами устанавливается равным 1 м.

Стропильная крыша | 2D статическая система, представляющая стропила/балки.

Стропильная крыша, конечно же, может иметь и другую планировку с более широкими пролетами или более крутым наклоном.

⬇️ Характеристические нагрузки — стропильная крыша

В этой статье не будут вычисляться нагрузки. Расчет постоянных, временных, ветровых и снеговых нагрузок для скатных крыш мы подробно объясняли в предыдущих статьях.

Определенные значения нагрузки являются оценками из предыдущих расчетов.

$g_{k}$	1.08 kN/m2	Characteristic value of dead load
$q_{k}$	1.0 kN/m2	Characteristic value of live load
$s_{k}$	0,53 кН/м2	Нормативное значение снеговой нагрузки

значение применяется на одной стороне высоты тона, а полное значение — на другой. 92$ за обе стропила.

Мы разделим ветровую нагрузку из приведенной выше таблицы из-за сложности ветра с его районами и направлениями.

В этом расчете мы будем ориентироваться только на внешнее ветровое давление для площадей площадью 10 м2.

Фронт направления ветра

$ W_ {K.F} $	-0,25 (/0,35) KN/M2	. -0,25(/0,35) кН/м2	Нормативное значение ветровой нагрузки Площадь G
$w_{k.H}$	-0,1(/0,2) кН/м2	Характеристическое значение ветровой нагрузки Площадь H
$w_	-0,2(/0,0) кН/м2	Нормативное значение ветровой нагрузки Площадь I
$w_{k.J}$	-0,25(/0,0) кН/м2	Характеристическое значение ветровой нагрузки Площадь J

Сторона направления ветра

4 -1,29 кН1 Зона нагрузки I

$w_{k.F}$	-0,55 кН/м2	Норма ветровой нагрузки Площадь F
$w_{k.G}$	-0,7 кН/м2 Площадь F	7 9 G
$w_{k. H}$	-0,4 кН/м2	Нормативное значение ветровой нагрузки Площадь H
$w_{k.I}$

На следующем рисунке представлена ​​статическая система крыши с ригелем с приложенными к ней линейными нагрузками. 92$ применяется к обоим стропилам.

Характеристические линейные нагрузки на стропила стропильной крыши.

➕ Сочетания нагрузок – Стропильная крыша

К счастью, мы уже написали обширную статью о том, что такое сочетания нагрузок и как мы их используем. Если вам нужно освежить это, вы можете прочитать сообщение в блоге здесь.

Мы решили включить $w_{k.I.}$ = -0,25 кН/м2 в качестве ветровой нагрузки в комбинации нагрузок, так как это ветровая нагрузка, которая применяется к сечению, которое мы рассматриваем, и чтобы расчеты были чистыми.

В принципе, следует учитывать все загружения. Однако, имея немного больше опыта, вы, возможно, сможете исключить некоторые значения.

В современных программах КЭ можно применять несколько значений ветровой нагрузки и автоматически генерировать комбинации нагрузок. Так что компьютер нам очень помогает.

Только имейте в виду, что вы должны учитывать все ветровые нагрузки, но для простоты мы рассматриваем только 1 значение в этой статье😁.

ULS Комбинации нагрузок 92}$

Коэффициент модификации $k_{mod}$

Если вы не знаете, что такое коэффициент модификации $k_{mod}$, мы написали объяснение к нему в предыдущей статье, которую вы можете проверить вне.

Так как мы хотим, чтобы все было как можно короче, мы не будем повторяться в этой статье — мы только определяем значения $k_{mod}$.

Для жилого дома, который классифицируется как класс эксплуатации 1 в соответствии с EN 1995-1-1 2.3.1.3, мы получаем следующие значения продолжительности нагрузки для различных нагрузок.

Self-Waeight/Dead Load

Permanent

Живая нагрузка, снежная нагрузка

. 3.1 мы получаем значения $k_{mod}$ для длительности нагрузки и конструкционной древесины C24 (твердая древесина). Собственный вес/собственная нагрузка Постоянное действие Класс эксплуатации 1 0,6 Live load, Snow load Medium term action Service class 1 0.8 Wind load Instantaneous action Service class 1 1.1 Partial factor $\gamma_ {M}$ В соответствии с таблицей 2.3 стандарта EN 1995-1-1 частный коэффициент $\gamma_{M}$ определяется как $\gamma_{M} = 1,3$ 📏 Допущение ширины и высоты стропила и ригеля Определяем ширину w и высоту h конструкционного дерева С24 стропила Сечение как Ширина w = 100 мм Высота h = 240 мм 💡 Мы настоятельно рекомендуем выполнять любые расчеты в программе, где вы всегда можно обновить значения, а не вручную на бумажке! Я допустил эту ошибку в бакалавриате. На любом курсе и даже в своей бакалаврской работе я все рассчитывал, кроме сил (программа FE) на бумажке. Теперь, когда мы знаем ширину и высоту 94 $ В проекте ULS (предельное предельное состояние) мы проверяем напряжения в деревянных элементах из-за изгиба, сдвига и нормальных усилий. Чтобы рассчитать напряжения стропил, нам необходимо рассчитать изгибающие моменты, нормальные и поперечные усилия из-за различных нагрузок. Для выполнения этой задачи используется программа КЭ или балки. Расчет изгибающего момента, нормальных и поперечных сил – Стропильная крыша Мы используем программу FE для расчета изгибающих моментов, нормальных и поперечных сил. Комбинация нагрузок 3 с динамической нагрузкой в ​​качестве ведущей и снеговой нагрузкой в ​​качестве уменьшенной нагрузки приводит к самым высоким результатам, которые мы визуализируем. Комбинация нагрузок 3 Комбинация нагрузок 3 | Статическая нагрузка, Временная нагрузка, Снеговая нагрузка | Стропильная крыша Комбинация нагрузок 3 – Изгибающие моменты Изгибающие моменты | Комбинация нагрузок 3 | Стропильная крыша 💡 Вам что-то напоминает распределение моментов. ..?🤔 Может из свободно опертой балки?😀 Комбинация нагрузок 3 – поперечные силы поперечные силы | Комбинация нагрузок 3 | Стропильная крыша Комбинация нагрузок 3 – Нормальные силы Нормальные силы | Комбинация нагрузок 3 | Стропильная крыша Из рисунка видно, что за счет опережающего сочетания нагрузок LC3 каждый элемент стропильной системы действует на сжатие. Проверка на изгиб и сжатие – Стропила От макс. изгибающий момент в пролете ( 10,62 кНм ) и усилие сжатия $(\frac{14,17кН + 22,9{-4}} \cdot \frac{0,24m}{2} = 11,06 МПа$ Напряжение сжатия: $\sigma_{c} = \frac{N_{d}}{w \cdot h} = \ frac{18,56 кН}{0,1м \cdot 0,24м} = 0,773 МПа$ Прочность материала древесины: $ f_{d} = k_{mod} \cdot \frac{f_{k}}{\ gamma_{m}} $ LC3 (M-действие) $k_{mod.M} \cdot \frac{f_{m.k}}{\gamma_{m}} $ $0,8 \cdot \ frac{24 МПа}{1,3} $ $ 14,77 МПа $ LC3 (М-действие) 92 +  \frac{\sigma_{m}}{f_{m. d}} = 0,75 < 1,0$ Проверка на сдвиг – Стропила От макс. поперечная сила (опора: 8,21 кН) мы можем рассчитать касательное напряжение в наиболее критическом поперечном сечении. Напряжение сдвига: $\tau_{d} = \frac{3V}{2 \cdot w \cdot h} =  \frac{3 \cdot 8,21 кН}{2 \cdot 0,1 м \cdot 0,24 м} = 0,513 МПа$ Прочность материала древесины: $ f_{v} = k_{mod.M} \cdot \frac{f_{v}}{\gamma_{m}} $ $ f_{v } = 0,8 \cdot \frac{4 МПа}{1,3} = 2,46 МПа$ Использование в соответствии с EN 1995-1-1 (6.13) $\eta = \frac{\tau_{v}}{f_{v}} = 0,21 < 1,0$ Проверка устойчивости – Стропила Мы предполагаем этим изгибанием плоскости (направление z) можно пренебречь, поскольку стропила удерживаются по бокам. Поэтому мы можем определить длину потери устойчивости $l_{y}$ как Длина потери устойчивости $l_{y}$ = 5,15 м $l_{y} = 5,15 м$ Радиус инерции $i_{y} = \ sqrt{\frac{I_{y}}{w \cdot h}} = 0,069 м$ 92}} = 0,602$ Использование (EN 1995-1-1 (6. 23)) $\frac{\sigma_{c}}{k_{c.y} \cdot f_{c.d}} + \frac{\sigma_ {m}}{f_{m.d}} = 0,85 < 1$ Мы также более подробно обсуждали дизайн SLS в предыдущей статье. В этом посте мы не слишком много объясняем, а показываем расчеты😊 Мгновенная деформация $u_{inst}$ — Стропильная крыша $u_{inst}$ (мгновенная деформация) нашей балки можно рассчитать с помощью нагрузка характеристического сочетания нагрузок. Что касается изгибающих моментов, поперечных и осевых сил, мы используем программу КЭ для расчета прогибов из-за наших комбинаций нагрузок. LC 3 характерных сочетаний нагрузок SLS приводит к наибольшему прогибу u. $u_{inst}$ = 16,7 мм К сожалению, в таблице 7.2 EN 1995-1-1 рекомендованы значения $w_{inst}$ только для «Балки на двух опорах» и «Консольные балки», а не для стропила система, как в этом случае. Тем не менее, пределы прогиба могут быть согласованы с клиентом, и конструкция не разрушается из-за слишком больших прогибов, если стропила проверены для всех расчетов ULS. Кроме того, поскольку распределение изгибающего момента и сдвига похоже на распределение свободно опертой балки, в этом учебном пособии мы используем значение «Балка на двух опорах» из таблицы 7.2 стандарта EN 1995-1-1. Но у меня к вам вопрос: Какой лимит вы бы использовали в этом случае? Позвольте мне знать в комментариях ниже. $w_{inst}$ = l/300 = 5,15 м/300 = 17,17 мм {11,43 мм} = 0,973 < 1$ Окончательная деформация $u_{fin}$ $u_{fin}$ (конечную деформацию) нашей балки/стропила можно рассчитать, добавив деформацию ползучести $u_{ползучесть}$ к мгновенному прогибу $u_{inst}$ . Таким образом, мы рассчитаем отклонение ползучести с помощью программы КЭ. Это может быть немного быстро, но мы уже рассмотрели основы в статье о размерах деревянных балок. Проверьте это, если хотите точно знать, как рассчитать $u_{creep}$ вручную. Дайте мне знать в комментариях ниже, если у вас возникли проблемы с расчетом деформации ползучести. You may also like Updated on 19.10.202208.07.2005 Двери межкомнатные реставрация: Ремонт и реставрация деревянных и шпонированных дверей Updated on 25.02.202312.04.2023 Насос на теплый пол схема подключения: Установка насоса в систему теплый пол Updated on 03.03.202330.05.2023 Стык стены и ванны стык: чем заделать стык между ванной и стенкой — интернет-магазин GFLEX Updated on 19.09.202110.07.1975 Краска которая не пахнет: Страница не найдена — Все о красках Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Comment Name* Email* Website