Как да изчислим гредите: изчисляваме правилно

Метеорологичните условия в нашата страна са непостоянни, така че системата за рафтове на къща в процес на изграждане трябва да има достатъчно висока надеждност и издръжливост. Тази статия описва как да изчислите гредите и системата за ферми, различните натоварвания върху тях и дава пример за такова изчисление.

Независимо от избраната форма на бъдещия покрив, неговата рафтова система трябва да е достатъчно здрава, за което е необходимо на първо място правилно и правилно да се изчисли системата на фермите.

Основната задача на дизайнера и архитекта не е да проектират външния вид на сградата, а да извършат качествено изчисляване на здравината на планираната къща, включително нейната рафтова система.

Изчисляването на системата за рафтове включва редица различни параметри, които включват:

• тегло покривни материалиизползва се за покриване на покрива, например - мек покрив, ондулин, естествени керемиди и др .;
• тегло на материалите, използвани за вътрешна декорация;
• теглото на конструкцията на самата рафтова система;
• изчисляване на греди и греди;
• външни атмосферни влияния върху покрива и други.

В процеса на изчисляване на системата за ферми е задължително да се изчислят следните позиции:

1. Изчисляване на сечението на гредите;
2. Рафтер стъпка, т.е. разстоянието между тях;
3. Разстояния на рафтовата система;
4. Проектиране на ферма за ферма и избор на схема за закрепване на гредите - слоеста или висяща - ще се използва по време на строителството;
5. Анализ на носещата способност на основата и опорите;
6. Изчисляване на такива допълнителни елементи като вдлъбнатини, които свързват структурата на гредите, предпазвайки я от „обикаляне“ и скоби, които позволяват „разтоварване“ на гредите.

Когато използвате типичен проект, няма нужда да мислите как да изчислите системата за ферми, тъй като всички изчисления вече са завършени. В случай на строителство по индивидуален проект, всички необходими изчисления трябва да бъдат извършени предварително.

Проучване направи си сам покрив и изчисленията трябва да бъде специалист с достатъчна квалификация и притежаващ необходимите знания и умения.

Изисквания към конструктивните елементи на гредите

За производството на конструктивни елементи на гредите се използва иглолистна дървесина, чието съдържание на влага не трябва да надвишава 20%.

модерен покривен дървен материал предварително обработени със специални защитни препарати. Параметри като дебелината на гредите се избират в съответствие с изчисленията, разгледани по-долу.

Натоварванията, които влияят върху дизайна на гредите и във връзка с които може да се наложи укрепване на системата за ферми, според продължителността на въздействието, се разделят на две категории: временни и постоянни:

1. Постоянните натоварвания включват натоварвания, създадени от собственото тегло на конструкцията на ребрата, теглото на покривните материали, летвите, топлоизолацията и материалите, използвани за довършване на тавана. Те са пряко засегнати от размера на гредите;
2. Живите натоварвания също могат да бъдат разделени на краткотрайни, дълготрайни и специални. Краткосрочните натоварвания включват теглото на покривните работници и теглото на използваните от тях инструменти и оборудване. В допълнение, краткотрайните натоварвания включват натоварване от вятър и сняг на покрива. Специалните натоварвания включват доста редки действия като земетресения.

За да се изчисли системата на фермите, като се използват граничните състояния на тези групи натоварвания, е необходимо да се вземе предвид тяхната най-неблагоприятна комбинация.

Изчисляване на натоварването от сняг

Най-пълната изчислена стойност на натоварването на снежната покривка се изчислява по формулата:

S=Sg*µ

• където Sg е изчислената стойност на масата на снежната покривка на 1 m, взета от таблицата² хоризонтална земна повърхност;
• µ е коефициент, който определя прехода от теглото на снежната покривка върху земята към натоварването от сняг върху покрива.

Стойността на коефициента µ се избира в зависимост от ъгъла на наклона на покривните склонове:

µ=1, ако ъглите на наклона на наклона на покрива не надвишават 25°.

µ=0,7 в случай, че ъглите на наклона на откосите са в диапазона 25-60°.

Важно: ако наклонът на наклона на покрива надвишава 60 градуса, стойността на натоварването на снежната покривка не се взема предвид при изчисляването на системата за греди.

Изчисляване на натоварването от вятър

За изчисляване на проектната стойност на средното натоварване от вятър на определена височина над нивото на земята се използва следната формула:

W=Wo*k

Където Wo е стойността на ветровото натоварване, установена от стандартите, взета от таблицата според зоната на вятъра;

k - като се вземе предвид промяната в налягането на вятъра в зависимост от височината, коефициентът, избран от таблицата, в зависимост от района, в който се извършва строителството:

1. Колона "А" показва стойностите на коефициента за такива райони като открити брегове на резервоари, езера и морета, тундра, степи, горски степи и пустини;
2. Колона "B" включва стойности за градски райони, гористи райони и други райони, покрити равномерно от препятствия с височина над 10 метра.

Важно: видът на терена при изчисляване на натоварването от вятър на покрива може да варира в зависимост от посоката на вятъра, използвана при изчислението.

Изчисляване на сеченията на гредите и други елементи на рафтовата система

Напречното сечение на гредите зависи от следните параметри:

• Дължината на краката на гредите;
• Стъпката, с която са монтирани гредите на рамковата къща;
• Очаквана стойност на различни товари в дадена област.

Данните, дадени в таблицата, не са пълно изчисление на рафтовата система, те се препоръчват само за използване при изчисления, когато ще се извършват работи по греди за прости покривни конструкции.

Стойностите, дадени в таблицата, съответстват на максималните възможни натоварвания върху рафтовата система за района на Москва.

Даваме за рафтовата система размера на другите структурни елементи на гредите:

• Mauerlat: пръти със сечение 150x150, 150x100 или 100x100 mm;
• Диагонални долини и крака: пръти със сечение 200x100 mm;
• Работи: пръти със сечение 200x100, 150x100 или 100x100 mm;
• Пуфове: пръти със сечение 150x50 mm;
• Напречни греди, действащи като опори за стелажи: пръти със сечение 200x100 или 150x100 mm;
• Стелажи: пръти със сечение 150x150 или 100x100 mm;
• Дъски на корнизната кутия, подпори и кобилки: пръти със сечение 150x50 mm;
• Подгъв и челни дъски: сечение (22-25) х (100-150) мм.

Пример за изчисление на рафтовата система

Даваме конкретен пример за изчисляване на системата за рафтове. Като първоначални данни приемаме:

• проектното натоварване на покрива е 317 kg/m²;
• стандартно натоварване е 242 кг/м²;
• ъгълът на наклона на склоновете е 30º;
• дължината на обхвата в хоризонтални проекции е 4,5 метра, докато L₁ = 3 m, L₂ = 1,5 m;
• Стъпката на монтаж на гредите е 0,8 m.

Напречните греди се закрепват към краката на гредите с помощта на болтове, за да се избегне „смилането“ на краищата му с пирони. В тази връзка стойността на съпротивлението на огъване на втория клас отслабен дървен материал е 0,8.

Р_изг\u003d 0,8x130 \u003d 104 kg / cm².

Директно изчисляване на рафтовата система:

• Изчисляване на натоварването, действащо върху един метър линейна дължина на гредата:

р_Р= Q_Р x b \u003d 317 x 0,8 \u003d 254 kg / m

р_н= Q_н x b \u003d 242 x 0,8 \u003d 194 kg / m

• Ако наклонът на покривните склонове не надвишава 30 градуса, гредите се изчисляват като огъващи елементи.

Съгласно това се изчислява максималният момент на огъване:

М = -q_Рx(L₁³ + Л₂³) / 8x(L₁+Л₂) = -254 x (3³+1,5³) / 8 x (3 + 1,5) \u003d -215 kg x m \u003d -21500 kg x cm

Забележка: Знакът минус показва, че посоката на огъване е противоположна на приложеното натоварване.

• След това се изчислява необходимият момент на устойчивост на огъване за крака на гредите:

W=M/R_изг = 21500/104 = 207 см³

• За производството на греди обикновено се използват дъски, чиято дебелина е 50 mm. Вземете ширината на греда, равна на стандартната стойност, т.е. b=5 см.

Височината на гредите се изчислява, като се използва необходимия момент на съпротивление:

h \u003d √ (6xW / b) \u003d √ (6x207 / 5) \u003d √249 \u003d 16 cm

• Бяха получени следните размери на греда: сечение b \u003d 5 см, височина h \u003d 16 см. Позовавайки се на размерите на дървения материал според GOST, ние избираме най-близкия размер, който отговаря на тези параметри: 175x50 mm.
• Получената стойност на напречното сечение на гредите се проверява за деформация в участъка: L₁\u003d 300 см. Първата стъпка е да се изчисли кракът на гредите на дадена секция в момента на инерцията:

J=bh³/12 = 5×17,5³/12 = 2233 см³

След това отклонението се изчислява в съответствие със стандартите:

f_нито =L/200=300/200=1,5см

И накрая, трябва да се изчисли деформацията под въздействието на стандартни натоварвания в този диапазон:

f = 5 x q_н x L⁴ / 384 x E x J = 5 x 1,94 x 300⁴ / 384 x 100000 x 2233 = 1 cm

Стойността на изчислената деформация от 1 cm е по-малка от стойността на стандартната деформация от 1,5 cm, следователно избраното по-рано сечение на дъските (175x50 mm) е подходящо за изграждането на тази рафтова система.

• Изчисляваме силата, действаща вертикално при конвергенцията на крака на гредите и подпората:

N = q_Р x L/2 + M x L/(L₁xL₂) = 254x4.5 / 2 - 215x4.5 / (3x1.5) = 357 кг

След това това усилие се разлага на:

• ос на гредите S \u003d N x (cos b) / (sing g) \u003d 357 x cos 49 ° / sin 79 ° \u003d 239 kg;
• ос на подпора P \u003d N x (cos m) / (sin g) \u003d 357 x cos 30 ° / sin 79 ° = 315 kg.

където b=49°, g=79°, m=30°. Тези ъгли обикновено се задават предварително или се изчисляват с помощта на схемата на бъдещия покрив.

Във връзка с малки натоварвания е необходимо да се подходи конструктивно към изчисляването на напречното сечение на подпората и да се провери нейното напречно сечение.

Ако като подпора се използва дъска, чиято дебелина е 5 cm и височина 10 cm (общата площ е 50 cm²), тогава натоварването на компресия, което може да издържи, се изчислява по формулата:

H \u003d F x Rszh \u003d 50 cm² x 130 kg / cm² \u003d 6500 kg

Получената стойност е почти 20 пъти по-висока от необходимата стойност, която е 315 кг. Въпреки това напречното сечение на подпората няма да бъде намалено.

Освен това, за да се предотврати обръщането му, от двете страни към него ще бъдат пришити пръти, чието напречно сечение е 5x5 см. Този кръстообразен участък ще увеличи твърдостта на подпората.

• След това изчисляваме тягата, възприета от вдишването:

H \u003d S x cos m \u003d 239 x 0,866 \u003d 207 kg

Дебелината на напречната греда се задава произволно, b = 2,5 см. Въз основа на изчислената якост на опън на дърво, равна на 70 kg / cm², изчислете необходимата стойност на височината на секцията (h):

h \u003d H / b x R_{състезания} \u003d 207 / 2,5x70 \u003d 2 см

Напречното сечение на борбата е получило доста малки размери от 2x2,5 см. Да приемем, че ще бъде направено от дъски с размери 100x25 мм и закрепени с винтове с диаметър 1,4 см. За изчислението е необходимо да се използва формулите, използвани при изчисляване на винтовете за срязване.

След това стойността на работната дължина на глухаря (винт, чийто диаметър надвишава 8 mm) се взема в зависимост от дебелината на дъската.

Изчисляването на носещата способност на един винт се извършва, както следва:

T_гл = 80 x d_гл x a \u003d 80x1.4x2.5 \u003d 280 кг

Закрепването на scrum изисква инсталирането на един винт (207/280).

За да се предотврати смачкване на дървения материал на мястото на закрепване на винтовете, броят на винтовете се изчислява по формулата:

T_гл = 25 х d_гл x a \u003d 25x1.4x2.5 \u003d 87.5 kg

В съответствие с получената стойност, закрепването на замазката ще изисква три винта (207/87,5).

Важно: дебелината на затягащата дъска, която е 2,5 cm, е избрана за демонстриране на изчислението на винтовете. На практика, за да се използват едни и същи части, дебелината или сечението на затягането обикновено съответстват на параметрите на гредите.

• Накрая трябва да се преизчислят натоварванията на всички конструкции, като се промени очакваното собствено тегло на изчисленото. За да направите това, като използвате геометричните характеристики на елементите на рафтовата система, се изчислява общият обем дървен материал, необходим за монтажа на рафтовата система.

Този обем се умножава по теглото на дървото, тегло 1 m³ което е приблизително 500-550 кг. В зависимост от площта на покрива и наклона на гредите се изчислява теглото, което се измерва в kg / m².

Рафтовата система осигурява на първо място надеждността и здравината на издигнатия покрив, поради което нейното изчисление, както и различни свързани изчисления (например изчисляване на греди и греди) трябва да се извършват компетентно и внимателно, без да се прави най-малката грешка.

Препоръчително е да поверите извършването на такива изчисления на професионалисти с необходимия опит и подходяща квалификация.

Статията помогна ли ви?