Calculul structurilor de acoperiș din lemn. Calculul sistemului de căpriori. Determinarea unghiului de înclinare

Înainte de a începe să construiți un acoperiș, este bineînțeles de dorit ca acesta să fie proiectat pentru rezistență. Imediat după publicarea ultimului articol „“, am început să primesc întrebări prin poștă cu privire la alegerea secțiunii transversale a căpriorilor și grinzilor de podea.

Da, înțelegerea acestei probleme în vastitatea iubitului nostru Internet este într-adevăr destul de dificilă. Există o mulțime de informații pe această temă, dar, ca întotdeauna, sunt atât de împrăștiate și uneori chiar contradictorii încât o persoană fără experiență, care în viața lui poate nici măcar nu a întâlnit un subiect precum „Sopromat” (cineva norocos), poate obține cu ușurință confuz în aceste sălbăticii.

Eu, la rândul meu, voi încerca acum să compun algoritm pas cu pas, care vă va ajuta să calculați în mod independent sistemul de căpriori al viitorului dvs. acoperiș și, în cele din urmă, să scăpați de îndoielile constante - ce se întâmplă dacă nu rezistă sau dacă se destramă. Voi spune imediat că nu voi pătrunde în termeni și diverse formule. Pai de ce? Există atât de multe lucruri utile și interesante în lume cu care îți poți umple capul. Trebuie doar să construim un acoperiș și să uităm de el.

Întregul calcul va fi descris folosind un exemplu. acoperiș în fronton, despre care am scris în

Deci, Pasul #1:

Determinați sarcina de zăpadă pe acoperiș. Pentru a face acest lucru, avem nevoie de o hartă a încărcăturilor de zăpadă din Federația Rusă. Pentru a mări imaginea, faceți clic pe ea cu mouse-ul. Mai jos voi da un link de unde îl puteți descărca pe computer.

Folosind această hartă, determinăm numărul regiunii de zăpadă în care construim o casă și din tabelul de mai jos selectăm încărcarea de zăpadă corespunzătoare acestei regiuni (S, kg/m²):

Dacă orașul tău este situat la granița regiunilor, alege valoare mai mareîncărcături. Nu este nevoie să ajustați cifra rezultată în funcție de unghiul de înclinare a pantelor acoperișului nostru. Programul pe care îl vom folosi va face acest lucru singur.

Să spunem în exemplul nostru că construim o casă în regiunea Moscovei. Moscova este situată în a 3-a regiune de zăpadă. Sarcina acestuia este de 180 kg/m².

Pasul 2:

Determinați sarcina vântului pe acoperiș. Pentru a face acest lucru, avem nevoie de o hartă a încărcăturilor vântului din Federația Rusă. Poate fi descărcat și din linkul de mai jos.

Folosind această hartă, selectăm și numărul de regiune corespunzător și determinăm valoarea încărcării vântului pentru acesta (valorile sunt afișate în colțul din stânga jos):

Aici, coloana A reprezintă coastele deschise ale mărilor, lacurilor și rezervoarelor, deșerților, stepelor, silvostepelor și tundrei; Coloana B - zone urbane, păduri și alte zone acoperite uniform cu obstacole. Trebuie avut în vedere faptul că, în unele cazuri, tipul de teren poate diferi în direcții diferite (de exemplu, o casă este situată la marginea unei zone populate). Apoi selectați valorile din coloana „A”.

Să revenim din nou la exemplul nostru. Moscova se află în I-al-lea vânt regiune. Înălțimea casei noastre este de 6,5 metri. Să presupunem că se construiește într-o zonă populată. Astfel, acceptăm valoarea factorului de corecție k=0,65. Acestea. sarcina vântului în acest caz va fi egală cu: 32x0,65=21 kg/m².

Pasul 3:

Trebuie să descărcați un program de calcul realizat sub forma unui tabel Excel pe computer. Vom continua să lucrăm în ea. Iată linkul de descărcare: „. De asemenea, aici sunt hărți cu încărcăturile de zăpadă și vânt din Federația Rusă.

Deci, descărcați și despachetați arhiva. Deschideți fișierul „Calcul” sistem de căpriori", și ajungem la prima fereastră - „Încărcări”:

Aici trebuie să schimbăm unele valori în celulele umplute cu albastru. Toate calculele se fac automat. Să continuăm cu exemplul nostru:

În plăcuța „Date inițiale” schimbăm unghiul de înclinare la 36° (indiferent de unghi ai avea, scrie asta, ei bine, cred că acest lucru este clar pentru toată lumea);

Schimbam pasul capriorilor cu cel ales de noi. În cazul nostru este de 0,6 metri;

Sarcină acoperiș (sarcină cu greutate proprie material de acoperiș) — selectăm această valoare din tabel:

Pentru exemplul nostru, alegem plăci metalice cu o greutate de 5 kg/m².

Zăpadă. regiune - aici introducem suma valorilor încărcărilor de zăpadă și vânt pe care le-am primit mai devreme, adică 180+21=201 kg/m²;

Izolație (mans.) - lăsăm această valoare neschimbată dacă punem izolație între căpriori. Daca facem mansarda rece fara izolatie schimbam valoarea la 0;

În placa „Lathing” introducem dimensiunile necesare ale mantalei. În cazul nostru, pentru plăci metalice, vom modifica pasul de înveliș cu 0,35 m și lățimea cu 10 cm. Lăsăm neschimbată înălțimea.

Toate celelalte încărcături (din greutatea proprie a căpriorii și învelișului) sunt luate în considerare automat de program. Acum să vedem ce avem:

Vedem inscripția „Capacitatea portantă a mantalei este asigurată!” Nu atingem nimic altceva în această fereastră; nici măcar nu trebuie să înțelegem care sunt numerele din alte celule. Dacă, de exemplu, alegem un alt pas pentru căpriori (mai mult), se poate dovedi că capacitate portantă nu se va asigura căptușeală. Apoi, va fi necesar să selectați alte dimensiuni ale învelișului, de exemplu, măriți lățimea acesteia etc. În general, cred că o să-ți dai seama.

Pasul #4:

Sling.1„și mergi la fereastra pentru calculul căpriorii cu două puncte de sprijin. Aici, toate datele de intrare pe care le-am introdus anterior sunt deja introduse automat de program (așa va fi cazul în toate celelalte ferestre).

În exemplul nostru din articolul „Acoperiș cu fronton al unei case”, căpriorii au trei puncte de sprijin. Dar să ne imaginăm că nu există postări intermediare și să facem calculul:

Pe diagrama căpriorii schimbăm lungimea proiecției sale orizontale (celula este umplută cu albastru). În exemplul nostru, este de 4,4 metri.

În placa „Calculul căpriorii”, modificați valoarea grosimii căpriorii B (specificat) la ceea ce am ales. Setăm 5 cm Această valoare trebuie să fie mai mare decât cea indicată în celulă Tue (stabil);

Acum pe linie" Acceptăm N„Trebuie să introducem lățimea căpriorului selectată în centimetri. Trebuie să fie mai mare decât valorile indicate în rânduri " Ntr.,(puternic)" Și " Ntr., (deformare)". Dacă această condiție este îndeplinită, toate inscripțiile din partea de jos sub diagrama căpriorii vor arăta ca „Condiția îndeplinită”. In linie " N, (după varietate)" indică valoarea pe care programul însuși ne-o oferă să o alegem. Putem lua acest număr, sau putem lua altul. De obicei alegem secțiuni disponibile în magazin.

Deci, ceea ce am obținut este arătat în figură:

În exemplul nostru, pentru a îndeplini toate condițiile de rezistență, este necesar să alegeți căpriori cu o secțiune de 5x20 cm.Dar diagrama acoperișului pe care am arătat-o ​​în ultimul articol are căpriori cu trei puncte de sprijin. Prin urmare, pentru a-l calcula, trecem la pasul următor.

Pasul #5:

Faceți clic pe fila " Sling.2" sau " Praştie. 3″. Aceasta deschide o fereastră pentru calcularea căpriorii cu 3 puncte de sprijin. Selectăm fila de care avem nevoie în funcție de locația suportului din mijloc (rack). Dacă este situat în dreapta mijlocului căpriorii, adică. L/L1<2, то пользуемся вкладкой „Strop.2”. Dacă stâlpul este situat în stânga mijlocului căpriorii, adică. L/L1>2, apoi utilizați fila "Sling.3". Dacă suportul este exact în mijloc, puteți folosi orice filă, rezultatele vor fi aceleași.

Pe diagrama căprior, transferăm dimensiunile în celule umplute cu albastru (cu excepția Ru);

Folosind același principiu ca cel descris mai sus, selectăm dimensiunile secțiunii transversale ale căpriorii. Pentru exemplul nostru, am luat dimensiunile 5x15 cm. Deși era posibil și 5x10 cm. Sunt obișnuit să lucrez cu astfel de plăci și va exista o marjă de siguranță mai mare.

Acum este important: din desenul obținut în timpul calculului, va trebui să notăm valoarea sarcinii verticale care acționează asupra stâlpului (în exemplul nostru (vezi figura de mai sus) este egală cu 343,40 kg) și momentul încovoietor care acționează pe stâlp (Mop. = 78,57 kghm). Vom avea nevoie de aceste numere mai târziu când calculăm rafturile și grinzile de podea.

În continuare, dacă accesați „ Arc„, se va deschide o fereastră pentru calcularea sistemului de căpriori, care este un arc de creastă (două căpriori și o cravată). Nu o voi lua în considerare; nu este potrivit pentru acoperișul nostru. Avem o deschidere prea mare între suporturi și un unghi mic de înclinare a versanților. Acolo veți obține căpriori cu o secțiune transversală de aproximativ 10x25 cm, ceea ce este desigur inacceptabil pentru noi. Pentru deschideri mai mici se poate folosi o astfel de schemă. Sunt sigur că cei care înțeleg ce am scris mai sus vor înțelege singuri acest calcul. Dacă mai aveți întrebări, scrieți în comentarii. Și trecem la pasul următor.

Pasul #6:

Accesați fila „Rack”. Ei bine, totul este simplu aici.

Introducem valorile determinate anterior ale sarcinii verticale pe stâlp și momentului încovoietor în figură din celulele „N=” și respectiv „M=”. Le-am înregistrat în kilograme, le introducem în tone, iar valorile sunt rotunjite automat;

Tot în figură schimbăm înălțimea rack-ului (în exemplul nostru este de 167 cm) și setăm dimensiunile secțiunii pe care am ales-o. Am ales o placă de 5x15 cm, în partea de jos în centru vedem inscripția „Central secured!” și „Decentrat”. asigurată”. Deci totul este bine. Factorii de siguranță „Kz” sunt foarte mari, astfel încât puteți reduce în siguranță secțiunea transversală a rafturilor. Dar o vom lăsa așa cum este. Rezultatul calculului din figură:

Pasul #7:

Accesați fila „Randa". Grinzile de podea sunt supuse atât sarcinilor distribuite, cât și concentrate. Trebuie să le luăm în considerare pe amândouă. În exemplul nostru, grinzile din aceeași secțiune se întind pe lățimi diferite. Desigur, facem calcule pentru un interval mai mare:

— în plăcuța „Încărcare distribuită” indicăm pasul și deschiderea grinzilor (din exemplu luăm 0,6 m, respectiv 4 m);

— luăm valorile Sarcina (normală) = 350 kg/m² și Sarcina (calc.) = 450 kg/m². Valorile acestor sarcini în conformitate cu SNiP sunt mediate și luate cu o marjă bună de siguranță. Acestea includ sarcina din greutatea proprie a podelelor și sarcina operațională (mobilier, oameni etc.);

- in linie " B, dat» introduceți lățimea secțiunii grinzilor pe care le-am ales (în exemplul nostru este de 10 cm);

În rânduri" N, putere" Și " N, abatere» se vor indica inaltimile minime posibile in sectiune transversala a grinzilor la care nu se va rupe si va fi acceptabila deformarea acesteia. Ne interesează cel mai mare dintre aceste numere. Luăm înălțimea secțiunii fasciculului pe baza acesteia. În exemplul nostru, o grindă cu o secțiune transversală de 10x20 cm este potrivită:

Deci, dacă nu am fi avut rafturi sprijinite pe grinzile podelei, calculul s-ar fi încheiat acolo. Dar în exemplul nostru există rafturi. Ele creează o încărcătură concentrată, așa că continuăm să completăm „” și „ Distribuit + concentrat«:

În ambele plăci introducem dimensiunile travelor noastre (aici cred că totul este clar);

În placa „”, schimbăm valorile încărcăturii (normale) și încărcăturii (calculate) la cifra pe care am primit-o mai sus când calculăm căpriori cu trei puncte de sprijin - aceasta este sarcina verticală pe rafturi (în exemplul nostru , 343,40 kg);

În ambele plăci introducem lățimea acceptată a secțiunii grinzii (10 cm);

Înălțimea secțiunii fasciculului este determinată de semnul „ Distribuit+concentrat." . Din nou ne concentrăm pe o valoare mai mare. Pentru acoperișul nostru luăm 20 cm (vezi figura de mai sus).

Aceasta completează calculul sistemului de căpriori.

Aproape că am uitat să spun: programul de calcul pe care îl folosim este aplicabil pentru sistemele de căpriori din pin (cu excepția Weymouth), molid, zada europeană și japoneză. Tot lemnul folosit este de clasa a 2-a. Dacă utilizați alt lemn, vor trebui făcute unele modificări în program. Deoarece alte tipuri de lemn sunt rar folosite la noi în țară, nu voi descrie acum ce trebuie schimbat.

Puțini oameni vor trebui să explice rolul important pe care îl joacă acoperișul unei case. Acoperișul nu trebuie doar să protejeze Casă de vacanță din fenomene naturale nefavorabile, dar joacă și unul dintre rolurile determinante în percepția estetică complexă a clădirii. Forma, culoarea, proportiile - toate acestea vor influenta exteriorul casei. Și cât de bine a fost proiectat sistemul de căpriori (scheletul viitorului acoperiș) va depinde de rezistența, caracterul practic și costul acestuia.

Mulți arhitecți profesioniști preferă să proiecteze case în programul AutoCAD, dar atunci când ajung să proiecteze un sistem de căpriori, viața lor se transformă într-un coșmar constant, mai ales dacă clientul face constant unele modificări și precizări.

Mulți constructori de clădiri mici preferă să comunice cu clienții lor fără intermediari, dar când vine vorba de cum va arăta acoperișul viitoarei cabane, clientul începe să devină nervos, pentru că... nu-și poate imagina casa complet, iar specialistul în construcții ridică mâinile, pentru că... nu are nici timpul și nici dorința de a depune mult efort pentru a înțelege software-ul profesional pentru proiectarea și vizualizarea caselor (cum ar fi: AutoCAD, Archikad, 3D Max, K3-Cottage etc.). Dar există o cale de ieșire - acesta este programul Arkon. Acest produs sa dovedit deja bine pe piața rusă. Programul este deosebit de bun pentru proiectarea preliminară case de tarași în special are funcții pentru proiectarea rapidă și eficientă a acoperișurilor și a sistemelor de căpriori. Programul Arkon este folosit cu succes de arhitecți, constructori și chiar utilizatori privați pentru a proiecta case mici.

Cum funcționează programul Arkon? Programul oferă utilizatorului posibilitatea de a selecta tipul dorit de acoperiș și apoi de a face ajustările necesare designului, de exemplu. Nu este nevoie să desenați un sistem de căpriori de la zero! În special, sunt prezentate următoarele tipuri de acoperiș: formă liberă, acoperiș înclinat, acoperiș în două frontoane, acoperiș de șold, acoperiș semi-covoiat, acoperiș mansardat cu fronton, acoperiș mansardat, acoperiș sferic, acoperiș cu versant cu șină de fixare, acoperis plat. Sunt posibile și diferite combinații de tipuri de acoperiș. Pe lângă tipurile standard, tu însuți poți proiecta acoperișul care ți se potrivește.

Programul ArCon vă permite să selectați independent modul de intrare pentru acoperiș. Puteți utiliza funcția Instalarea acoperișului iar în caseta de dialog corespunzătoare, setați parametrii de bază ai viitorului acoperiș și salvați-i ca standard.

Sau folosește fereastra Editor de acoperișși introduceți toți parametrii necesari.

Folosind Editorul de acoperiș puteți modifica forma standard a acoperișului. Pentru a face acest lucru, sunt introduse valori individuale pentru pante individuale ale acoperișului. De exemplu, puteți instala frontoane, înălțimea jgheaburilor, puteți schimba panta acoperișului etc.

Făcând clic pe butonul Vedere, veți vedea imediat rezultatele modificărilor dvs., ceea ce, vedeți, este foarte convenabil, mai ales atunci când proiectați acoperișuri complexe.

Făcând clic pe butonul Info, vei primi o fereastră Informații despre acoperiș. Prezintă toate lungimile și zonele structurii de lemn a podelei efective separat de acoperișul principal și lucarne. Pe baza acestor valori se întocmesc costuri și estimări. Toate valorile de ieșire sunt calculate automat pe baza modelului de acoperiș 3D proiectat, de exemplu. se elimină posibilitatea erorilor de calcul.

Puțini oameni vor trebui să explice rolul important pe care îl joacă acoperișul unei case. Acoperișul nu trebuie doar să protejeze casa de țară de fenomenele naturale adverse, ci să joace și unul dintre rolurile determinante în percepția estetică complexă a clădirii. Forma, culoarea, proportiile - toate acestea vor influenta exteriorul casei. Și cât de bine a fost proiectat sistemul de căpriori (scheletul viitorului acoperiș) va depinde de rezistența, caracterul practic și costul acestuia.

Mulți arhitecți profesioniști preferă să proiecteze case în programul AutoCAD, dar atunci când ajung să proiecteze un sistem de căpriori, viața lor se transformă într-un coșmar constant, mai ales dacă clientul face constant unele modificări și precizări.

Mulți constructori de clădiri mici preferă să comunice cu clienții lor fără intermediari, dar când vine vorba de cum va arăta acoperișul viitoarei cabane, clientul începe să devină nervos, pentru că... nu-și poate imagina casa complet, iar specialistul în construcții ridică mâinile, pentru că... nu are nici timpul și nici dorința de a depune mult efort pentru a înțelege software-ul profesional pentru proiectarea și vizualizarea caselor (cum ar fi AutoCAD, Archikad, 3D Max, K3-Cottage etc.). Dar există o cale de ieșire - acesta este programul Arkon. Acest produs sa dovedit deja bine pe piața rusă. Programul este deosebit de bun pentru proiectarea preliminară a caselor de țară și în special are funcții pentru proiectarea rapidă și eficientă a acoperișurilor și a sistemelor de căpriori. Programul Arkon este folosit cu succes de arhitecți, constructori și chiar utilizatori privați pentru a proiecta case mici.

Cum funcționează programul Arkon? Programul oferă utilizatorului posibilitatea de a selecta tipul dorit de acoperiș și apoi de a face ajustările necesare designului, de exemplu. Nu este nevoie să desenați un sistem de căpriori de la zero! În special, sunt prezentate următoarele tipuri de acoperiș: cu formă liberă, acoperiș de șopron, acoperiș de fronton, acoperiș de șold, acoperiș cu jumătate de șold, acoperiș de mansardă cu fronton, acoperiș de mansardă, acoperiș sferic, acoperiș de două versiuni cu șină de fixare, acoperiș plat. Sunt posibile și diferite combinații de tipuri de acoperiș. Pe lângă tipurile standard, tu însuți poți proiecta acoperișul care ți se potrivește.

Programul ArCon vă permite să selectați independent modul de intrare pentru acoperiș. Puteți utiliza funcția Instalarea acoperișului iar în caseta de dialog corespunzătoare, setați parametrii de bază ai viitorului acoperiș și salvați-i ca standard.

Sau folosește fereastra Editor de acoperișși introduceți toți parametrii necesari.

Folosind Editorul de acoperiș puteți modifica forma standard a acoperișului. Pentru a face acest lucru, sunt introduse valori individuale pentru pante individuale ale acoperișului. De exemplu, puteți instala frontoane, înălțimea jgheaburilor, puteți schimba panta acoperișului etc.

Făcând clic pe butonul Vedere, veți vedea imediat rezultatele modificărilor dvs., ceea ce, vedeți, este foarte convenabil, mai ales atunci când proiectați acoperișuri complexe.

Făcând clic pe butonul Info, vei primi o fereastră Informații despre acoperiș. Prezintă toate lungimile și zonele structurii de lemn a podelei efective separat de acoperișul principal și lucarne. Pe baza acestor valori se întocmesc costuri și estimări. Toate valorile de ieșire sunt calculate automat pe baza modelului de acoperiș 3D proiectat, de exemplu. se elimină posibilitatea erorilor de calcul.

Postat pe 04.07.2017

Crearea proiectelor si calcule structură de ferme– sarcina este departe de a fi simplă. Este puțin probabil ca o persoană fără experiență și cunoștințe minime să facă față singură acestei probleme. În primul rând, complexitatea calculelor constă într-un număr mare de anumiți factori care influențează structura acoperișului - aceasta este sarcina de la zăpadă și vânt și greutate totală acoperișuri și multe altele.

Prin urmare, dacă o persoană nu are încredere în capacitățile sale, atunci este recomandabil să apelați la specialiști sau să utilizați programe de calculator care facilitează procedura de calcul. La urma urmei, nu este un secret că confortul suplimentar al tuturor locuitorilor casei va depinde de construcția corectă a acoperișului.

Cel mai adesea, un sistem de căpriori este construit în timpul construcției de case private. Baza majorității acestor structuri de acoperiș este un sistem de grinzi de lemn în formă de triunghi.

Această formă de acoperiș este considerată a fi cât mai rigidă și durabilă, iar spațiul rezultat dintre acoperiș și tavan formează un spațiu de mansardă, care este foarte des folosit ca mansardă sau depozit pentru lucruri vechi. De asemenea, prin schimbarea formei sistemului de căpriori, în loc de mansardă, puteți obține o altă cameră folosită ca birou sau living suplimentar.

Factori de luat în considerare la calcul

Înainte de a trece direct la calculele structurii fermei, este necesar să se determine ce sarcini și cu ce intensitate vor acționa asupra acesteia, în funcție de caracteristicile climatice ale regiunii și de perioada anului la locul în care se construiește casa. În acest caz, principalii factori naturali care afectează acoperișul pot fi clasificați în funcție de următorii parametri:

1. Sarcină constantă pe căpriori. Totul poate fi inclus în această categorie influente externe pentru căpriori care au o dimensiune constantă - aceasta este masa acoperișului, hidroizolarea, învelișul, izolația și altele sisteme structuraleîn funcție de tipul de acoperiș folosit, cu o singură pantă sau fronton, adică toate elementele care creează o sarcină constantă cu o masă fixă.

2. Sarcini cu magnitudine variabilă a impactului asupra căpriorii. Acest tip poate include factori externi cauzați de condițiile climatice: ploaie, gheață, ninsoare, intensitate și rafale de vânt și multe altele.

3. Sarcini specifice – vreme și factori naturali cu intensitate maximă. Acest parametru este relevant mai ales în locurile cu activitate seismică mare, vânturi puternice de furtună, tornade și uragane.

Dificultatea de a efectua calcule ale sistemului de căpriori este că este foarte dificil pentru majoritatea începătorilor în domeniul construcțiilor să nu rateze unul dintre numeroasele tipuri de încărcări enumerate mai sus care afectează simultan acoperișul clădirii. Acest lucru se datorează și faptului că atunci când se face calcule, este necesar să se țină seama de rezistența și masa picioarelor căprior în sine și de metoda de instalare și fixare a acestora unul pe celălalt. Deși acești parametri sunt secundari, ei nu sunt mai puțin importanți și ar fi de neiertat să-i ratezi la calcul.

Prin urmare, pentru a ajuta constructorii începători, a fost dezvoltat un program special pentru calcularea structurilor, deși puteți utiliza formule standard, totul depinde de preferințele persoanei care efectuează lucrările de reparație. În același timp, foarte des calcul manual iar analiza ajută la înțelegerea tuturor caracteristicilor de proiectare ale căpriorii.

Cum se calculează sarcina constantă pe sistemul de căpriori?

Pentru a determina corect lungimea lemnului pentru căpriori și datele pe care se vor baza principalele calcule în viitor, mai întâi trebuie să calculați masa totală a „plăcintei” de acoperiș.

Pentru a obține rezultatele finale, este necesar să se calculeze masa unui metru pătrat a unui singur strat de acoperiș. În acest caz, trebuie să vă concentrați pe faptul că acoperișul mediu este format din următoarele elemente structurale:

Strungul, care constă din blocuri sau scânduri mici de lemn, de 25 mm grosime. În același timp, greutatea medie a unui metru pătrat de înveliș standard fluctuează în intervalul de 15 kg.

Un strat de material termoizolant.

Hidroizolarea acoperișului.

Material folosit ca bază acoperișuri.

La calcularea masei totale a sarcinii constante, rezultatul final, conform sfatului constructori profesionisti este necesară creșterea cu 10%, ceea ce va face posibilă realizarea marjei de siguranță necesare pentru viitorul sistem de căpriori.

De asemenea, conform recomandărilor profesioniștilor, materialul „plăcintei” pentru acoperiș ar trebui selectat astfel încât indicatorii de sarcină totală să nu depășească în cele din urmă 50 kg pe metru pătrat de acoperiș. Mulți oameni consideră această sarcină prea mare, dar trebuie înțeles că o marjă suplimentară de siguranță nu este niciodată de prisos. După ce am finalizat calculele masei totale a acoperișului, trecem la calcularea sarcinii din factori naturali.

Calculul sarcinilor de zăpadă pe sistemul de căpriori

Parametrul de încărcare a zăpezii este destul de relevant pentru condițiile noastre climatice, deoarece majoritatea regiunilor au o perioadă lungă de iarnă cu precipitații constante. Pentru a preveni deformarea acoperișului și chiar mai rău, de rupere sub greutatea stratului de zăpadă, este necesar să se includă o rezistență suplimentară în structura căpriorii în etapa de planificare.

Pentru a face calculele mai puțin complicate, specialiștii au derivat o formulă generalizată, care se bazează pe înlocuirea coeficienților din SNiP. La practică această formulă arată astfel: F = P × k, unde F înseamnă sarcina totală din precipitațiile de zăpadă, P este masa stratului de zăpadă pe metru pătrat al acoperișului, k este factorul de ajustare, care se bazează pe factori specifici și caracteristicile de proiectare a acoperișului.

Masa unui metru pătrat de zăpadă depinde de locația structurii ridicate. Toate regiunile statului nostru, în funcție de intensitatea zăpezii, sunt împărțite în anumite zone cu proprii lor indicatori medii. În același timp, SNiP oferă factori de corecție pentru fiecare structură individuală de acoperiș. De asemenea, aș dori să remarc că acest coeficient depinde direct de panta pantei acoperișului:

Când panta acoperișului este mai mare de 60 °, factorul de corecție nu este utilizat, deoarece cu o astfel de pantă zăpada pur și simplu nu rămâne pe acoperiș;

Dacă coeficientul unghiului de înclinare a acoperișului variază de la 25 la 60°, acest coeficient este de 0,7;

Un acoperiș cu o pantă minimă, aproape plană, are un factor de corecție maxim de 1.

Nu trebuie să uităm că sarcina de la stratul de zăpadă de pe căpriori poate să nu fie complet uniformă, deoarece cantitatea maximă de zăpadă se acumulează în locurile în care structura acoperișului se rupe și alte elemente structurale ale acoperișului. Picioarele de căpriori în astfel de locuri ar trebui să aibă un pas minim unul față de celălalt - cea mai eficientă opțiune este utilizarea unui element pereche. În plus, formând o „plăcintă” de acoperiș, potențial zonele cu probleme se instalează hidroizolație dublă și înveliș continuu.

Calculul sarcinii vântului pe sistemul de căpriori

Acest tip de sarcină se caracterizează printr-un nivel ridicat de criticitate, deoarece, indiferent de unghiul pantei acoperișului, este expusă riscurilor din efectele rafalelor ascuțite de vânt. La un unghi minim de înclinare, acoperișul poate cădea din cauza influenței forțelor aerodinamice. Și cu o pantă puternică a acoperișului, presiunea maximă a fluxului de aer are loc pe întreaga zonă a structurii acoperișului.

Pentru a calcula sarcina vântului pe căpriori, a fost elaborată și o formulă ținând cont de un factor de corecție, care în practică arată astfel: V = R × k, în timp ce V este valoarea directă a sarcinii vântului, R este un indicator responsabil. pentru regiunea în care se află clădirea, k este factorul de corecție, ca și în cazul încărcărilor de zăpadă.

Parametrii regionali înseamnă datele date în SNiP, iar factorul de corecție înseamnă indicatori care țin cont de înălțimea clădirii și de caracteristicile zonei în care se află clădirea. În acest caz, valoarea coeficientului în sine depinde de următorii factori:

Pentru clădirile a căror înălțime este de 20 m, iar clădirea în sine este situată într-o zonă deschisă, factorul de corecție este egal cu 1,25; dacă există obstacole artificiale sau naturale pe teritoriu (alte clădiri sau o linie de copaci), atunci valoarea se reduce la 0,85;

Pentru clădirile cu înălțimea de 10 m se folosește o modificare de la 0,65 la 1;

La rândul său, se aplică un factor de ajustare de la 0,75 la 0,85 în procesul de calcul al sarcinilor pe case cu înălțimea mai mică de 5 m.

Calculul structurii fermei și parametrilor piciorului de căpriori

Pentru a înțelege ce este un calcul al designului unei ferme, trebuie să țineți cont de faptul că, în realitate, un sistem de căpriori este un set de triunghiuri format din grinzi de lemn, prin urmare, nu ar trebui să existe probleme cu determinarea lungimii căpriorii, deoarece toate operațiile matematice sunt efectuate la nivelul geometriei școlii.

Cu toate acestea pentru calcul corect Pentru o structură de ferme, este important să se țină cont de toți indicatorii de sarcină, precum și de dimensiunea traveelor, de configurația învelișului și de tipul specific de acoperiș în sine. Pentru a vă salva de erori și calcule greșite suplimentare, este recomandabil să utilizați programe speciale care pot fi găsite pe Internet.

Pentru a calcula căpriorii, trebuie să utilizați tabele cu standarde speciale. Aș dori să remarc că există picioare de căpriori gata făcute care pot fi achiziționate de la magazinele sau piețele specializate în construcții. În acest caz, lungimea picioarelor căpriorului va depinde de caracteristicile de proiectare ale structurii, iar selecția secțiunii de căpriori depinde de următorii parametri:

Lungimea picioarelor căpriorii;

Treapta cu care vor fi montate căpriorii;

Mărimea sarcinilor cunoscute.

Este important de luat în considerare faptul că parametrii dați în recomandări nu sunt absoluti și pot varia în funcție de caracteristicile regionale ale locației incintei. Și pentru a calcula corect piciorul căpriorii, se folosește teorema lui Pitagora. În acest caz, picioarele vor însemna diferența de înălțime dintre pereții clădirii și lățimea acesteia, iar ipotenuza va corespunde lungimii căpriorilor.

Calcularea capriorilor oricărei structuri nu poate fi considerată o sarcină simplă, din simplul motiv că, pentru a obține date exacte, este necesar să se opereze corect cu numere inițiale și formule speciale, precum și să navigheze cu ușurință în SNiP și să aibă abilități minime de desen.

Dacă abilitățile de mai sus nu corespund cu abilitățile persoanei care efectuează reparația, atunci este recomandabil să utilizați software gratuit care poate fi descărcat de pe Internet.

Un exemplu izbitor al unui astfel de produs de informare poate fi numit programul 3D Max. În același timp, cu cunoștințe minime de calculator, oricine poate gestiona software-ul fără probleme. În plus, majoritatea programelor au exemple vizuale care facilitează lucrul cu calculul sistemului de căpriori.

Pentru persoanele care nu sunt complet conștienți de complexitățile designului 3D, puteți descărca programul gratuit Arkon, care, pe lângă sistemul de proiectare a structurii de căpriori, are un calculator conceput pentru a calcula parametrii picioarelor căpriorului (secțiunea și lungimea fasciculul). În plus, programul are cea mai simplă, interfață de înțeles intelectual, simplificând foarte mult întregul proces de calcul. Aș dori să menționez și serviciile online pentru calcularea structurilor de căpriori, care nu necesită descărcarea de programe.

Acoperișul este unul dintre cele mai importante elemente structurale ale unei clădiri; nu numai aspectul, dar, eventual, viața ta poate depinde de cât de bine este realizat acoperișul.

Pentru a realiza un design de înaltă calitate, este necesar să se calculeze elementele portante, care includ în primul rând căpriori. Îmi propun să efectuăm împreună calculul căpriorii folosind exemplul unei metodologii standard realizată în format Excel , puteți descărca fișierul propriu-zis de pe site, în secțiunea de descărcare programe.

Stabilitatea structurii căpriori este unul dintre cele mai importante puncte atunci când construiți un acoperiș, deschideți fișierul nostru Excel și vedeți ce date avem nevoie pentru a finaliza exemplul de calcul al căpriorului.

IMPORTANT!

La calcularea căpriorii, vom proceda de la dimensiunea standard a materialelor de construcție, care pot fi achiziționate pe piața construcțiilor.

Deci să mergem.

În figură, tabelele pe care trebuie să le completăm sunt încercuite în pătrate roșii.

Primul tabel este datele inițiale. Desigur, înainte de a începe construcția, ați înțeles deja cum ar trebui să arate acoperișul dvs., ce pantă ar trebui să aibă și ce material de acoperiș veți folosi. De fapt, aceasta este ceea ce va trebui să introduceți în calculul căpriorii.

Pentru exemplul de calcul, am considerat unghiul de pantă a acoperișului ca fiind de 30 de grade, să considerăm că pasul căpriorilor acoperișului este de 0,8 m. Atunci este puțin mai interesant, trebuie să căutați pe internet greutatea unui metru pătrat din viitorul dvs. acoperiș. De exemplu, voi spune că greutatea plăcilor metalice, de regulă, nu este mai mare de 5 kg, în timp ce plăcile de lut naturală pot avea o masă de aproximativ 42 kg. Sarcina de zăpadă este luată individual pentru fiecare oraș; puteți găsi aceste date în regulamentul de climatologie. Dacă intenționați să izolați mansardă, introduceți greutatea izolației (vezi nota de pe această celulă).

Desigur, acoperișul nu poate consta dintr-o înveliș din plăci sau foi OSB-3; pentru a face acest lucru, setăm pasul de acoperire și introducem dimensiunile plăcii utilizate. Apoi, trebuie să introduceți datele în colțul din dreapta jos. Pentru un exemplu de calcul al căpriorii, vom lua o casă cu dimensiunile de 12x12 metri, pe care o veți înțelege mai târziu. În consecință, introducem dimensiunea de 6 metri, lățimea sistemului de căpriori, înălțimea tavanului și creasta acoperișului (o selectăm astfel încât să se dovedească a fi de aproximativ 30 de grade). Toată introducerea datelor inițiale este finalizată și avem imediat rezultatul calculării învelișului acoperișului, dacă totul este în regulă, trecem la următoarea filă.

Notă.

Parametrul de deformare este preluat din tabel.

Ru – indicat pentru lemn.

Aici trebuie să introducem parametrul „B” este grosimea și lățimea „H”. Am folosit o placă de 5x20cm. Programul în sine calculează secțiunea transversală de proiectare a căpriorilor în funcție de sortiment; tot ce trebuie să faceți este să verificați calculul secțiunii transversale a căpriorilor. În plus, trebuie să introduceți jumătate din lățimea casei, adică 6m.

Acordați atenție ipotenuzei (panta acoperișului), s-a dovedit a fi de 6,93 m, ceea ce este mai lung decât intervalul vândut, a cărui lungime maximă este de obicei de 6 m. Ne uităm la calculul rezultat al căpriorii, nu numai că nu vom găsi lungimea necesară a plăcii, dar și două dintre cele trei condiții nu sunt îndeplinite, adică acoperișul se va prăbuși sub influența sarcinilor asupra acestuia - aceasta nu este acceptabil. Ce să fac? Să încercăm să schimbăm secțiunea și pasul căpriorilor. Voi schimba doar secțiunea. Să vedem ce s-a întâmplat.

Pentru a îndeplini toate condițiile de calcul este necesară o placă de 5 cm grosime. si latime 35 cm. Nu există astfel de plăci de vânzare. Da, nu putem finaliza o astfel de structură de acoperiș cu puțin efort. Ce să fac? Trebuie să schimbăm designul astfel încât să îndeplinească cerințele noastre și să fie cât mai economic în construcție.

În numărare urmatoarea proiectare Vom îmbina căpriorii și vom instala raftul în conformitate cu cerințele.

După ce am introdus datele necesare, similar cu exemplul anterior, vedem că calculul nostru îndeplinește pe deplin toate condițiile, dar calculul căpriorii nu este încă finalizat. Rămâne de calculat suportul cu care vom sprijini căprioria.

Pentru a calcula rafturile, trebuie să introduceți datele obținute din calculul anterior, cum ar fi lungimea (h =1,73m), dimensiunea stâlpului (15x10cm - se poate modifica), momentul încovoietor (Mop = 287,87 kgm) și forța (959,55 kgm) care acționează asupra stâlpului. Vă rugăm să rețineți că forța și momentul încovoietor trebuie introduse în tone. Astfel, selectăm secțiunea necesară a rackului. Un alt calcul care trebuie făcut este capacitatea portantă.

Una dintre cele mai importante părți ale unui acoperiș înclinat este sistemul de căpriori, constând din grinzi puternice și fiabile. Căpriorii formează baza acoperișului. Este important ca materialele folosite să reziste cu ușurință nu numai structurii acoperișului, ci și presiunii zăpezii sau a maselor de gheață din perioada de iarna, precum și încărcăturile vântului pe tot parcursul anului. În acest sens, înainte de a continua cu instalarea căpriorilor, trebuie făcute calculele necesare, ținând cont de toți factorii și nuanțele posibile. Desigur, puteți comanda calcule de căpriori în diverse firme de constructii Cu toate acestea, un astfel de serviciu va costa o sumă destul de decentă, așa că cea mai bună opțiune ar putea fi să plătiți singur. Deci, cum se calculează corect sistemul de ferme pentru acoperiș? Desigur, înainte de a trece la întrebarea principală, merită să studiezi caracteristicile căpriorii și tipurile de construcție.

Caracteristicile sistemului de căpriori

Pentru a face un calcul al sistemului de căpriori, ar trebui să înțelegeți ce este acesta. Deci, căpriorii sunt structura portantă a acoperișului, care preia toate sarcinile exterioare, sub formă de zăpadă, ploi abundente sau vânt puternic. Elementele sale principale sunt:

• stâlpi verticali - necesari pentru stabilitatea maximă a sistemului de căpriori;
• picioare înclinate în căpriori - determină panta pantei acoperișului și aspectul general al acesteia;
• pane - există soiuri laterale și de creastă de pane, elementele sunt necesare pentru fixarea și susținerea picioarelor căpriorii;
• șuruburi de strângere, traverse – elemente de fixare;
• struts - grinzi diagonale de susținere care dau stabilitate căpriorilor;
• coama - o grindă superioară așezată la joncțiunea a două pante de acoperiș;
• pubele - un element care vă permite să măriți lungimea căpriorilor insuficient de lungi în cazul instalării unei surplombi pe acoperiș;
• ferme - un set de stâlpi, bretele, învelișuri și alte elemente care formează baza sistemului de acoperiș.

Când începeți să calculați căpriorii, ar trebui să calculați fiecare element individual. De asemenea, este important să respectați cerințele pentru sistemul de căpriori; acest lucru vă va ajuta să alegeți materialul potrivit, precum și să creeze cel mai durabil și de lungă durată acoperiș.

Cerințe de bază atunci când alegeți materialul pentru căpriori

Astăzi, mulți proprietari de case preferă acoperișurile din lemn. De regulă, sistemul de căpriori este realizat din conifere. În acest caz, cheresteaua ar trebui să aibă un conținut de umiditate de cel mult 20%. Acesta este așa-numitul lemn uscat la aer, care se caracterizează prin rezistența și ușurința necesare. Pe lângă procentul de umiditate, atunci când alegeți un copac, trebuie respectate următoarele condiții:

• prezența unui număr minim de noduri, fisuri și altele eventualele defecte, pentru aceasta ar trebui să alegeți lemn de clasa I sau a II-a. Atunci când alegeți lemn de gradul 3, trebuie să acordați atenție că nu există mai mult de 3-4 noduri de până la 3 cm înălțime pe 1 m de scândură sau grindă, iar dacă există crăpături, lungimea și adâncimea lor trebuie să fie mici;
• pentru elemente portante, capital, cum ar fi căpriori, mauerlat, coama și așa mai departe, se recomandă utilizarea lemnului cu o grosime mai mare de 5 cm; este optim să se utilizeze produse cu o secțiune transversală pătrată sau dreptunghiulară de la 10 până la 20 cm;
• la alegerea plăcilor de conifere, sunt permise lungimi de produs de până la 6,5 ​​m, iar dacă sunt utilizate lemn de esenta tare, atunci lungimea cherestelei nu trebuie să depășească 4,5 m. De regulă, lemnul de esență tare este utilizat pentru astfel de părți structurale precum pane și mauerlat. De asemenea, merită să acordați preferință rocilor dure.

Important!Întregul sistem construit trebuie să aibă rigiditate și rezistență. Adică, structura finită trebuie să aibă o fixare fiabilă și să fie nemișcată. Dacă cel puțin un element nu se potrivește această cerință, atunci există o mare probabilitate ca acoperișul să fie distrus în timpul unui vânt de uragan sau a unei ninsori abundente și nu va conta cât de corect este făcut calculul căpriori de lemn acoperișuri. În cea mai îngrozitoare situație, nu numai acoperișul, ci și pereții clădirii vor fi distruși. De asemenea, merită să rețineți că sistemul de căpriori ar trebui să fie ușor, mai ales atunci când sunt utilizați pereți portanti din lemn. Pentru a putea folosi grinzi puternice și fiabile, dar pentru a nu face structura mai grea, se recomandă să alegeți cheresteaua cu un procent scăzut de umiditate, adică aproximativ 10-15%. De asemenea, nu uitați de tratarea elementelor din lemn cu antiseptice, ignifuge, hidrofuge și alți agenți de protecție. Înainte de a trece la întrebarea cum să calculați corect sistemul de căpriori, ar trebui să vă faceți o idee despre tipurile de căpriori.

Videoclip pe tema:

Tipuri de căpriori

Tipul specific de căpriori depinde de tipul de acoperiș și atunci când se calculează sistemul de căpriori, acest lucru ar trebui să fie luat în considerare. De exemplu, acoperișul poate fi în fronton sau în șold și, în consecință, căpriorii vor fi calculate diferit. În același timp, prezența elementelor structurale și principiul instalării acestora rămâne practic neschimbat. Astăzi se obișnuiește să se distingă 2 tipuri principale de sisteme de căpriori.

1. Căpriori stratificați - în acest caz, picioarele căpriorii se sprijină pe pereții clădirii, iar mijlocul lor este susținut de un suport intermediar. Dacă este necesar, se instalează un sistem similar, dacă deschiderile sunt mai mari de 5-7 m. Fiecare suport suplimentar poate crește lungimea travei cu 3-4 m.
2. – se instalează atunci când distanța dintre pereții exteriori pe care este instalat sistemul de căpriori nu este mai mare de 6,5 m.

După ce ați ales un anumit tip de acoperiș, precum și un tip de sistem de căpriori, puteți trece la efectuarea tuturor calculelor necesare, adică la calcularea secțiunii transversale a căpriorilor, a încărcăturii, a lungimii și a înălțimii grinzilor, și așa mai departe.

Calculul sarcinii pe căpriori

Când calculați singuri căpriorii de acoperiș, se recomandă să luați parametri măriți, astfel încât să puteți avea o anumită marjă de siguranță pentru acoperiș. Desigur, acest lucru va crește consumul de materiale de construcție, cu toate acestea, problemele de siguranță a locuinței ar trebui să fie în continuare prioritare. Deci, primul pas este să luați în considerare toate sarcinile posibile care vor afecta structura acoperișului. În special, astfel de sarcini includ încărcăturile de zăpadă și vânt. De asemenea, atunci când calculați sarcina pe sistemul de căpriori, merită să luați în considerare câteva caracteristici. Inclusiv factori precum:

• greutatea materialului de acoperiș;
• greutatea învelișului;
• greutatea izolației, barieră hidro- și vapori;
• greutatea sistemului de căpriori.

Numai calculând fiecare punct puteți calcula sistemul de căpriori. De exemplu, formula pentru calcularea încărcăturii de zăpadă ar arăta astfel:

S = Scalc·μ,
unde S este parametrul dorit, Scalc. este valoarea greutății zăpezii la 1 mp, care ar trebui luată din SNiP-urile în vigoare pe un anumit teritoriu, iar μ este un coeficient calculat din unghiul de înclinare al acoperișului. Pentru a calcula sarcina vântului, puteți utiliza și formula:

Wm = Wo·k·c,
unde Wo este parametrul standard al presiunii vântului, determinat conform SNiP-urilor în vigoare în regiune, k este coeficientul presiunii vântului, în funcție de înălțimea acoperișului deasupra solului, iar c este coeficientul aerodinamic, care depinde de forma acoperișului. Cunoscând toate valorile inițiale, efectuarea de calcule nu este dificilă. Cu toate acestea, astăzi nu este deloc necesar să efectuați manual toate măsurătorile și calculele necesare. La urma urmei, au fost create programe speciale în aceste scopuri, de exemplu, un program pentru calcularea unui sistem de căpriori sau un program pentru calcularea căpriorii și ferme. Astfel de programe includ:

• Stropila;
• AutoCAD;
• Arkon;
• Servicii de calcul online (calculatoare de constructii).

Care este principiul de funcționare al unui astfel de software? Este destul de simplu, trebuie să introduceți toți parametrii din SNiP-uri sau planul clădirii în ferestrele sau liniile corespunzătoare, apoi faceți clic pe butonul „calculați” și programul va afișa rezultatul. De obicei, aceste resurse includ totul calculele necesare, adică sarcina de vânt și zăpadă, precum și calculul sarcinii totale, calculul sarcinii distribuite, calculul sistemului de căpriori și așa mai departe. Programele conțin și hărți cu presiunea vântului și greutatea zăpezii în toate regiunile. Chiar și utilizatorii neinstruiți vor putea face calcule în astfel de aplicații, iar toți parametrii vor fi cei mai precisi. În plus, trebuie avut în vedere faptul că anumiți parametri sunt constanti și pot fi găsiți în instrucțiunile pentru materiale de construcție sau pe Internet.

Tipul de acoperiș și greutatea acestuia

În funcție de materialul de acoperiș pe care intenționați să utilizați, sarcina asupra sistemelor de căpriori se schimbă și ea. Aproape toate tipurile de acoperiri au o greutate fixa, facand calculele destul de usoare. Să luăm în considerare greutatea principalelor tipuri de acoperișuri pe care producătorii le oferă în timpul producției.

În ceea ce privește masa pardoselii brute, a sistemului de căpriori și a învelișului, aceste valori sunt considerate standard. În special, draft structura acoperișului va avea greutatea de 18-20 kg/mp, strung din lemn - 8-10 kg/mp și căpriori - 15-20 kg/mp. Însumând toate valorile, puteți găsi cu ușurință parametrul de sarcină dorit pe sistemul de căpriori.

Calculul capriorilor

Odată ce sarcina a fost determinată, puteți trece la un punct, cum ar fi calcularea sistemului de căpriori. Este necesar să se determine sarcina pe fiecare picior de căpriori pentru a înțelege ce secțiune transversală ar trebui să aibă căpriorii, rezistența lor și câtă cherestea va fi necesară pentru căpriori în fiecare caz specific. Formula pentru calcularea sarcinii pe fiecare picior de căpriori este următoarea:

Qr=A·Q,
unde Qr este valoarea dorită, măsurată în kg/m, A –, măsurată în metri și Q este sarcina totală care acționează pe 1 mp de acoperiș, măsurată în kg/mp (aceasta este valoarea găsită în calculele făcute de anterior). Sarcina poate fi calculată și automat, folosind programe. Diverse aplicații vă permit să calculați secțiunea transversală a căpriorilor, numărul lor, înălțimea și mulți alți parametri. Important! Când calculați sistemul de căpriori, ar trebui să rotunjiți întotdeauna parametrii în sus, deoarece acest lucru vă permite să creșteți rezistența structurii acoperișului.

A face singur calculele necesare nu este deloc dificil. Desigur, dacă cunoașterea este în această problemă nu este suficient, poți oricând să apelezi la specialiști. Cu toate acestea, o mare varietate de programe automate vă poate ajuta să faceți față calculului sistemului de căpriori fără prea multe bătăi de cap. Este important să ne amintim că nu numai rezistența și fiabilitatea acoperișului, ci și siguranța locuitorilor casei depinde de corectitudinea calculelor.

Sistemul de acoperiș și casa sunt structuri care se completează reciproc. O casă fără acoperiș este o casă incompletă. În ceea ce privește sistemul de acoperiș, acesta nu poate fi construit fără o structură de susținere. Pentru instalarea corectă a acoperișului, proiectarea viitorului proiect și calculul sistemului sunt întotdeauna efectuate. În fotografie puteți vedea un exemplu de calcul al sistemului de căpriori.

În acest caz, trebuie efectuate calcule. Aici trebuie, după cum se spune, să măsori de șapte ori și să tai o dată. În niciun caz nu trebuie să vă angajați în instalarea acoperișului cu informații făcute cu ochii. În timpul construcției sale, dezvoltatorul trebuie să ia în considerare sarcinile viitoare ale acoperișului (a se citi: "").

Sarcinile pot fi:

• Variabile, de exemplu, precipitații de diferite tipuri (ploaie, zăpadă, lapoviță etc.);
• Constant, adică greutatea acoperișului în sine, învelișul, hidroizolarea, diferite părți ale plăcintei etc. În plus, în acest caz, se ține cont de greutatea anumitor echipamente care vor fi instalate și pe acoperiș.
• Speciale, de exemplu, vânturi puternice, uragane etc. De obicei, astfel de sarcini pot apărea în zone periculoase din punct de vedere seismic. În ceea ce privește vânturile puternice cu rafale, poate apărea în absolut orice zonă.

Cum se calculează o diagramă circulară de acoperiș

Calcularea sarcinii pe căpriori nu este atât de dificilă. Pentru aceasta puteți crea schema simpla, în care trebuie să identificați toate elementele sistemului de acoperiș. În mod obișnuit, acesta include material de acoperiș, înveliș, contra-zăreală, barieră de apă, izolație, barieră de vapori și, de exemplu, gips-carton ca material de finisare.

Toate elementele de mai sus asigură o anumită sarcină sistemului de acoperiș. În general, căpriorii trebuie să reziste la o astfel de încărcare timp de mulți ani.

Facem calcule cu un factor de corecție. Rezultă: 180 x 0,7 = 126 kg de zăpadă pe 1 pătrat. m. Deci am obținut calculul încărcăturii de zăpadă pe sistemul de acoperiș.

Calculul sarcinilor vântului

Sarcinile vântului se calculează folosind următoarea formulă: W = Wo x k

• Wo este un indicator normativ. Este determinat de un tabel; fiecare zonă a zonei, de regulă, are propriul tabel;
• k este factorul de corecție. Vă permite să determinați modificarea încărcăturii vântului, care variază în funcție de tipul de teren și de înălțimea clădirii.

Vă rugăm să rețineți următorul tabel. Litera „A” din ea reprezintă tip deschis teren, adică coasta mărilor, lacurilor, stepelor. Litera „B” denotă zone cu obstacole, adică păduri, clădiri ale orașului.

Estimăm că casa are 5 metri înălțime. Este situat din nou în regiunea Moscovei, într-o zonă împădurită. Conform indicatorilor de încărcare a vântului, casa este situată în primul tip de regiune, unde sarcina este de 23 kgf/mp. m.

Facem calculul cu un factor de corecție, acesta este 0,5. Astfel, obținem 23 x 0,5 = 11,5 kgf/mp. m. Acesta va fi, de asemenea, un indicator al încărcării vântului.

Calculul secțiunii transversale a căpriorilor și a altor elemente de acoperiș

Calculul sistemului de căpriori al unui acoperiș cu frontoane implică luarea în considerare a multor elemente de acoperiș care nu sunt similare între ele. În primul rând, trebuie să decideți asupra materialului de acoperiș și a scopului acestuia, decideți asupra tipului podele de mansardă, care sunt de obicei din beton armat sau din lemn.

Atunci când alegeți o secțiune a fasciculului, trebuie luate în considerare următoarele puncte:

• lungimea capriorii;
• etapa de instalare a structurilor;
• calcule ale valorilor de sarcină.

Alte elemente de acoperiș pot avea o secțiune transversală diferită a lemnului. Este individual pentru fiecare element:

• Mauerlat: 100x100, 100x150, 150x150;
• rulări: 100x100, 100x150, 100x200;
• picioare diagonale, văi: 100x200;
• bare: 100x100, 150x150;
• traverse: 100x150, 100x200;
• scânduri de tiv: 25x100;
• pufuri: 50x150.

După ce s-a făcut calculul căpriorii acoperișului, adică s-a determinat lungimea, secțiunea transversală și pasul lor, puteți afla exact câte căpriori sunt necesare. Pentru a face acest lucru, trebuie să vă concentrați pe lungimea casei. De asemenea, se calculează sistemul de căpriori al acoperișului în cochi.

În timpul proiectării, este, de asemenea, necesar să se efectueze calcule de deformare. În acest caz, în primul rând, se determină sarcina căpriorilor și, în al doilea rând, posibila deformare a grinzilor de lemn (a se citi: "").

Dacă ne referim la un acoperiș mansard, atunci cantitatea de deformare nu trebuie să depășească 1/250 din lungimea secțiunii pe care se aplică presiune.

Dacă utilizați căpriori de 5 metri lungime, atunci deviația maximă nu poate fi mai mare de 2 centimetri. Dacă valoarea sa este mai mare, atunci în viitor se poate observa clar deformarea sistemului de acoperiș.

Astfel, putem concluziona că calcularea căpriorilor de acoperiș nu este o sarcină deosebit de dificilă.

Ce calitate ar trebui să aibă materialul de acoperiș?

Calculul sistemului de căpriori a acoperișului pe fronton depinde în principal de tipul și calitatea elementelor de acoperiș. Deci, calculul piciorului de căpriori ar trebui făcut în conformitate cu tipul de material din care este fabricat. La urma urmei, mulți oameni fac, de exemplu, calcule ale căpriorii metalice, deoarece dintr-un motiv sau altul nu doresc să cumpere structuri din lemn. În orice caz, durata de viață a casei depinde de calitatea materialului și de calculul corect al sistemului de acoperiș.

În ceea ce privește căpriorii din lemn, conform GOST 2695-83 și GOST 8486-86, acest material trebuie să îndeplinească următoarele cerințe:

• nu trebuie să existe mai mult de trei noduri pe 1 metru de căpriori, lungimea lor nu trebuie să depășească 3 centimetri;
• materialul poate avea crăpături non-traversante, dar acestea nu trebuie să depășească jumătate din lungime;
• Umiditatea căpriorii nu trebuie să depășească 18%; acest indicator este de obicei măsurat folosind un umiditate.

Când achiziționați materiale pentru căpriori, trebuie să vă familiarizați cu datele lor SNIP. Conține informații despre producător, denumirea produsului, numărul standard, tipul lemnului, dimensiunea produsului, indicatorul de umiditate, numărul de produse din ambalaj, data producției.

Este de remarcat faptul că lemnul este un material natural, așa că înainte de a începe lucrul trebuie tratat cu agenți speciali antiseptici, ignifugă și bioprotector. Acestea vor proteja lemnul de putrezire, insecte și foc, adică îi vor crește performanța și durata de viață.

Apoi, începe de obicei lucrările structurale ale căpriorii. În acest caz, un sistem de hidroizolație este așezat în locul în care cărămida intră în contact cu structura lemnului. Ulterior, hidroizolația este așezată sub materialul de acoperiș, înainte de așezarea stratului de izolație. material barieră de vapori. La final, ei sunt angajați în echipamente de ventilație pentru spațiul de sub acoperiș.

Dacă urmați toate regulile pentru construirea sistemului de căpriori al unei case din lemn, atunci vă va servi mulți ani fără a efectua lucrări anuale de restaurare.

Programe pentru proiectarea și calculul sistemelor de ferme

Din tot ceea ce s-a spus și enumerat mai sus, putem concluziona că proiectarea oricărui sistem de căpriori include o mulțime de lucrări complexe care necesită o anumită experiență și cunoștințe. Doar meșteșugarii cu experiență ar trebui să efectueze astfel de lucrări.

Elementul principal al acoperișului, care absoarbe și rezistă la toate tipurile de sarcini, este sistem de căpriori. Prin urmare, pentru ca acoperișul dvs. să reziste în mod fiabil tuturor influențelor mediului, este foarte important să faceți calcul corect sistem de căpriori.

Pentru a calcula în mod independent caracteristicile materialelor necesare pentru instalarea sistemului de căpriori, ofer formule de calcul simplificate. Au fost făcute simplificări pentru a crește rezistența structurii. Acest lucru va determina o ușoară creștere a consumului de cherestea, dar pe acoperișurile mici ale clădirilor individuale va fi nesemnificativ. Aceste formule pot fi utilizate atunci când se calculează podul mansardă și mansardă, precum și acoperișurile cu o singură pană.

Pe baza metodologiei de calcul prezentată mai jos, programatorul Andrey Mutovkin (cartea de vizită a lui Andrey - mutovkin.rf) pentru propriile nevoi a dezvoltat un program de calcul al sistemului de căpriori. La cererea mea, mi-a permis cu generozitate să-l postez pe site. Puteți descărca programul.

Metodologia de calcul se bazează pe SNiP 2.01.07-85 „Încărcări și impacturi”, ținând cont de „Modificări...” din 2008, precum și pe baza formulelor date în alte surse. Am dezvoltat această tehnică în urmă cu mulți ani, iar timpul a confirmat corectitudinea ei.

Pentru a calcula sistemul de căpriori, în primul rând, este necesar să se calculeze toate sarcinile care acționează asupra acoperișului.

I. Încărcături care acționează asupra acoperișului.

1. Încărcături de zăpadă.

2. Sarcini de vânt.

În plus față de cele de mai sus, sistemul de căpriori este, de asemenea, supus sarcinilor de la elementele acoperișului:

3. Greutatea acoperișului.

4. Greutatea pardoselii brute și a învelișului.

5. Greutatea izolației (în cazul unui pod izolat).

6. Greutatea sistemului de căpriori în sine.

Să luăm în considerare toate aceste încărcături mai detaliat.

1. Încărcături de zăpadă.

Pentru a calcula sarcina de zăpadă folosim formula:

Unde,
S - valoarea dorită a încărcăturii de zăpadă, kg/m²
µ - coeficient în funcție de panta acoperișului.
Sg - încărcare standard de zăpadă, kg/m².

µ - coeficient în funcție de panta acoperișului α. Cantitate fără dimensiuni.

Unghiul de pantă a acoperișului α poate fi determinat aproximativ prin împărțirea înălțimii H la jumătatea deschiderii - L.
Rezultatele sunt rezumate în tabel:

Atunci, dacă α este mai mic sau egal cu 30°, µ = 1;

dacă α este mai mare sau egal cu 60°, µ = 0;

Dacă 30° se calculează folosind formula:

u = 0,033.(60-a);

Sg - încărcare standard de zăpadă, kg/m².
Pentru Rusia este acceptat conform hărții 1 din anexa obligatorie 5 din SNiP 2.01.07-85 „Încărcări și impacturi”

Pentru Belarus, se determină încărcarea standard de zăpadă Sg
Codul tehnic al PRACTICĂ Eurocod 1. EFECTE ASUPRA STRUCTURILOR Partea 1-3. Impacturi generale. Încărcături de zăpadă. TKP EN1991-1-3-2009 (02250).

De exemplu,

Brest (I) - 120 kg/m²,
Grodno (II) - 140 kg/m²,
Minsk (III) - 160 kg/m²,
Vitebsk (IV) - 180 kg/m².

Găsiți sarcina maximă posibilă de zăpadă pe un acoperiș cu o înălțime de 2,5 m și o deschidere de 7 m.
Imobilul este situat in sat. Regiunea Babenki Ivanovo. RF.

Folosind Harta 1 din Anexa obligatorie 5 din SNiP 2.01.07-85 „Încărcări și impacturi” determinăm Sg - încărcarea standard de zăpadă pentru orașul Ivanovo (districtul IV):
Sg=240 kg/m²

Determinați unghiul de înclinare a acoperișului α.
Pentru a face acest lucru, împărțiți înălțimea acoperișului (H) la jumătate din deschidere (L): 2,5/3,5=0,714
iar din tabel găsim unghiul de pantă α=36°.

De la 30°, calculul µ va fi produs folosind formula µ = 0,033·(60-α) .
Înlocuind valoarea α=36°, găsim: µ = 0,033·(60-36)= 0,79

Apoi S=Sg·p =240·0,79=189kg/m²;

sarcina maximă posibilă de zăpadă pe acoperișul nostru va fi de 189 kg/m².

2. Sarcini de vânt.

Dacă acoperișul este abrupt (α > 30°), atunci datorită vântului său, vântul pune presiune pe una dintre pante și tinde să-l răstoarne.

Dacă acoperișul este plat (α, atunci forța aerodinamică de ridicare care apare atunci când vântul se îndoaie în jurul lui, precum și turbulențele de sub surplome, tind să ridice acest acoperiș.

Conform SNiP 2.01.07-85 „Încărcări și impacturi” (în Belarus - Eurocod 1 IMPACTE ASUPRA STRUCTURILOR Partea 1-4. Impacturi generale. Impacturi vântului), valoarea standard a componentei medii a sarcinii vântului Wm la o înălțime Z deasupra suprafeței solului ar trebui să fie determinată de formula:

Unde,
Wo este valoarea standard a presiunii vântului.
K este un coeficient care ține cont de modificarea presiunii vântului cu înălțimea.
C - coeficient aerodinamic.

K este un coeficient care ține cont de modificarea presiunii vântului cu înălțimea. Valorile sale, în funcție de înălțimea clădirii și de natura terenului, sunt rezumate în Tabelul 3.

C - coeficient aerodinamic,
care, în funcție de configurația clădirii și a acoperișului, poate lua valori de la minus 1,8 (acoperișul se ridică) la plus 0,8 (vântul apasă pe acoperiș). Deoarece calculul nostru este simplificat în direcția creșterii rezistenței, luăm valoarea lui C egală cu 0,8.

La construirea unui acoperiș, trebuie reținut că forțele vântului care tind să ridice sau să rupă acoperișul pot atinge valori semnificative și, prin urmare, partea inferioară a fiecărui picior de căpriori trebuie să fie atașată corespunzător de pereți sau covorașe.

Acest lucru se poate face prin orice mijloace, de exemplu, folosind sârmă de oțel recoaptă (pentru moliciune) cu un diametru de 5 - 6 mm. Cu acest fir, fiecare picior de căpriori este înșurubat de matrice sau de urechile plăcilor de podea. Este evident că Cu cât acoperișul este mai greu, cu atât mai bine!

Determinați sarcina medie de vânt pe acoperiș casă cu un etaj cu înălțimea crestei de la sol - 6 m. , unghi de pantă α=36° în satul Babenki, regiunea Ivanovo. RF.

Conform hărții 3 din Anexa 5 din „SNiP 2.01.07-85” constatăm că regiunea Ivanovo aparține celei de-a doua regiuni eoliene Wo= 30 kg/m²

Deoarece toate clădirile din sat sunt sub 10m, coeficientul K= 1,0

Se ia valoarea coeficientului aerodinamic C egală cu 0,8

valoarea standard a componentei medii a sarcinii vântului Wm = 30 1,0 0,8 = 24 kg/m².

Pentru informații: dacă vântul suflă la capătul unui anumit acoperiș, atunci pe marginea acestuia acționează o forță de ridicare (sfâșiere) de până la 33,6 kg/m²

3. Greutatea acoperișului.

Diferite tipuri de acoperiș au următoarea greutate:

1. Ardezie 10 - 15 kg/m²;
2. Ondulină (ardezie bituminoasă) 4 - 6 kg/m²;
3. Placi ceramice 35 - 50kg/m²;
4. Placi de ciment-nisip 40 - 50 kg/m²;
5. Sindrila bitum 8 - 12 kg/m²;
6. Placi metalice 4 - 5 kg/m²;
7. Foi ondulate 4 - 5 kg/m²;

4. Greutatea pardoselii brute, învelișului și a sistemului de căpriori.

Greutatea pardoselii brute este de 18 - 20 kg/m²;
Greutatea învelișului 8 - 10 kg/m²;
Greutatea sistemului de căpriori în sine este de 15 - 20 kg/m²;

Când se calculează sarcina finală pe sistemul de căpriori, toate sarcinile de mai sus sunt însumate.

Și acum îți voi spune secret mic. Vânzătorii unor tipuri de materiale de acoperiș notează ușurința lor ca fiind una dintre proprietățile pozitive, care, potrivit acestora, va duce la economii semnificative de cherestea în fabricarea sistemului de căpriori.

Pentru a respinge această afirmație, voi da următorul exemplu.

Calculul sarcinii pe sistemul de căpriori atunci când se utilizează diferite materiale de acoperiș.

Să calculăm sarcina pe sistemul de căpriori atunci când îl folosim pe cel mai greu (plăci de ciment-nisip
50 kg/m²) și cel mai ușor (țiglă metalică 5 kg/m²) material de acoperiș pentru casa noastră din satul Babenki, regiunea Ivanovo. RF.

Placi de ciment-nisip:

Sarcini ale vântului - 24 kg/m²
Greutatea acoperișului - 50 kg/m²
Greutatea învelișului - 20 kg/m²

Total - 303 kg/m²

Placi metalice:
Sarcina de zapada - 189 kg/m²
Sarcini ale vântului - 24 kg/m²
Greutatea acoperișului - 5 kg/m²
Greutatea învelișului - 20 kg/m²
Greutatea sistemului de căpriori în sine este de 20 kg/m²
Total - 258 kg/m²

Evident, diferența existentă în sarcinile de proiectare (doar aproximativ 15%) nu poate duce la economii semnificative de cherestea.

Deci, cu calculul sarcinii totale Q acționând metru patrat Ne-am dat seama de acoperiș!

Va atrag mai ales atentia: atunci cand faceti calcule fiti foarte atenti la dimensiuni!!!

II. Calculul sistemului de căpriori.

Sistem de căpriori constă din căpriori separate (picioare de căpriori), astfel încât calculul se reduce la determinarea sarcinii pe fiecare picior de căpriori separat și la calcularea secțiunii transversale a unui picior individual de căpriori.

1. Găsiți sarcina distribuită metru liniar fiecare picior de căpriori.

Unde
Qr - sarcină distribuită pe metru liniar de picior de căpriori - kg/m,
A - distanța dintre căpriori (pasul căpriorii) - m,
Q este sarcina totală care acționează asupra unui metru pătrat de acoperiș - kg/m².

2. Determinați zona de lucru în piciorul căprior lungime maxima Lmax.

3. Calculăm secțiunea transversală minimă a materialului piciorului de căpriori.

Atunci când alegem material pentru căpriori, ne ghidăm după masă dimensiuni standard cherestea (GOST 24454-80 cherestea de rasinoase. Dimensiuni), care sunt rezumate în tabelul 4.

A. Calculăm secțiunea transversală a piciorului de căpriori.

Setăm în mod arbitrar lățimea secțiunii în conformitate cu dimensiunile standard și determinăm înălțimea secțiunii folosind formula:

H ≥ 8,6 Lmax sqrt(Qr/(BRben)), dacă panta acoperișului α

H ≥ 9,5 Lmax sqrt(Qr/(BRben)), dacă panta acoperișului α > 30°.

H - înălțimea secțiunii cm,


B - lățimea secțiunii cm,
Rbend - rezistența la încovoiere a lemnului, kg/cm².
Pentru pin și molid, Rben este egal cu:
clasa I - 140 kg/cm²;
clasa a II-a - 130 kg/cm²;
clasa a III-a - 85 kg/cm²;
sqrt - rădăcină pătrată

B. Verificăm dacă valoarea deflexiunii se încadrează în standard.

Deformarea normalizată a materialului sub sarcină pentru toate elementele de acoperiș nu trebuie să depășească L/200. Unde, L este lungimea secțiunii de lucru.

Această condiție este îndeplinită dacă următoarea inegalitate este adevărată:

3,125 Qr (Lmax)³/(B H³) ≤ 1

Unde,
Qr - sarcină distribuită pe metru liniar de picior de căpriori - kg/m,
Lmax - secțiunea de lucru a piciorului de căpriori cu lungimea maximă m,
B - lățimea secțiunii cm,
H - înălțimea secțiunii cm,

Dacă inegalitatea nu este îndeplinită, atunci creșteți B sau H.

Condiție:
Unghiul de înclinare a acoperișului α = 36°;
Pasul capriorilor A= 0,8 m;
Secțiunea de lucru a piciorului de căpriori de lungime maximă Lmax = 2,8 m;
Material - pin clasa I (Rbending = 140 kg/cm²);
Acoperișuri - placi de ciment-nisip(Greutatea acoperișului - 50 kg/m²).

După cum a fost calculat, sarcina totală care acționează pe un metru pătrat de acoperiș este Q = 303 kg/m².
1. Aflați sarcina distribuită pe metru liniar al fiecărui picior de căpriori Qr=A·Q;
Qr=0,8·303=242 kg/m;

2. Alegeți grosimea scândurii pentru căpriori - 5cm.
Să calculăm secțiunea transversală a piciorului de căpriori cu o lățime a secțiunii de 5 cm.

Apoi, H ≥ 9,5 Lmax sqrt (Qr/BRben), deoarece panta acoperișului α > 30°:
H ≥ 9,5 2,8 sqrt(242/5 140)
H ≥15,6 cm;

Din tabelul cu dimensiuni standard de cherestea, selectați o placă cu secțiunea transversală cea mai apropiată:
latime - 5 cm, inaltime - 17,5 cm.

3. Verificăm dacă valoarea deflexiunii se încadrează în standard. Pentru a face acest lucru, trebuie respectată următoarea inegalitate:
3,125 Qr (Lmax)³/B H³ ≤ 1
Înlocuind valorile, avem: 3,125·242·(2,8)³ / 5·(17,5)³= 0,61
Sens 0,61, ceea ce înseamnă că secțiunea transversală a materialului de căpriori este aleasă corect.

Secțiunea transversală a căpriorilor, instalate în trepte de 0,8 m, pentru acoperișul casei noastre va fi: lățime - 5 cm, înălțime - 17,5 cm.