Hvordan beregne sperrer: vi beregner riktig

Værforholdene i landet vårt er ustadige, så sperresystemet til et hus under bygging må ha tilstrekkelig høy pålitelighet og holdbarhet. Denne artikkelen beskriver hvordan du beregner sperrene og fagverkssystemet, ulike belastninger på dem og gir et eksempel på en slik beregning.

Uavhengig av den valgte formen på det fremtidige taket, må sperresystemet være sterkt nok, for det er det først og fremst nødvendig å beregne fagverkssystemet riktig og korrekt.

Den primære oppgaven til designeren og arkitekten er ikke å designe bygningens utseende, men å utføre en kvalitativ beregning av styrken til det planlagte huset, inkludert sperresystemet.

Beregningen av sperresystemet inkluderer en rekke forskjellige parametere, som inkluderer:

• vekt takmaterialerbrukes til å dekke taket, for eksempel - mykt tak, ondulin, naturlige fliser, etc .;
• vekten av materialer brukt til interiørdekorasjon;
• vekten av strukturen til selve raftersystemet;
• beregning av bjelker og sperrer;
• ytre værpåvirkninger på taket og andre.

I prosessen med å beregne fagverkssystemet, er det viktig å beregne følgende posisjoner:

1. Beregning av delen av sperrene;
2. Rafter pitch, dvs. avstanden mellom dem;
3. Spennene til sperresystemet;
4. Designe en fagverksstol og velge hvilken sperrefesteordning - lagdelt eller hengende - som skal brukes under konstruksjonen;
5. Analyse av bæreevnen til fundamentet og støtter;
6. Beregning av slike tilleggselementer som puffer som forbinder sperrenes struktur, forhindrer den i å "kjøre rundt" og seler som tillater "lossing" av sperrene.

Når du bruker et typisk prosjekt, er det ikke nødvendig å tenke på hvordan du beregner fagverkssystemet, siden alle beregninger allerede er fullført. Ved bygging etter et enkelt prosjekt bør alle nødvendige beregninger utføres på forhånd.

Studere gjør-det-selv taktekking og beregninger bør være en spesialist med tilstrekkelige kvalifikasjoner og ha nødvendige kunnskaper og ferdigheter.

Krav til konstruksjonselementer av sperrer

For fremstilling av strukturelle elementer av sperrene brukes bartre, hvis fuktighetsinnhold ikke bør overstige 20%.

moderne taktremateriale forbehandlet med spesielle beskyttelsespreparater. Parametre som tykkelsen på sperrene velges i samsvar med beregningene diskutert nedenfor.

Laster som påvirker utformingen av sperrene og i forbindelse med hvilke det kan være nødvendig å styrke fagverkssystemet, i henhold til varigheten av påvirkningen, er delt inn i to kategorier: midlertidig og permanent:

1. Permanente laster inkluderer laster skapt av egenvekten til sperrekonstruksjonen, vekten av materialer for taktekking, lekter, varmeisolasjon og materialer som brukes til etterbehandling av taket. De er direkte påvirket av størrelsen på sperrene;
2. Levende belastninger kan også deles inn i kortsiktig, langsiktig og spesiell. Kortsiktige belastninger inkluderer vekten av takarbeidere og vekten av verktøyene og utstyret de bruker. I tillegg inkluderer korttidslast vind- og snølast på taket. Spesielle belastninger inkluderer ganske sjeldne handlinger som jordskjelv.

For å beregne fagverkssystemet ved å bruke grensetilstandene til disse lastgruppene, er det nødvendig å ta hensyn til deres mest ugunstige kombinasjon.

Snølastberegning

Den mest komplette beregnede verdien av snødekkelasten beregnes ved hjelp av formelen:

S=Sg*µ

• hvor Sg er den beregnede verdien av massen av snødekke per 1 m tatt fra tabellen² horisontal jordoverflate;
• µ er en koeffisient som bestemmer overgangen fra vekten av snødekket på bakken til snøbelastningen på taktekkingen.

Verdien av koeffisienten µ velges avhengig av hellingsvinkelen til takhellingene:

µ=1 hvis helningsvinklene til takhellingen ikke overstiger 25°.

µ=0,7 i tilfellet når stigningsvinklene til bakkene er i området 25-60°.

Viktig: hvis hellingen på takhellingen overstiger 60 grader, tas ikke verdien av snødekkebelastningen i betraktning ved beregning av sperresystemet.

Vindbelastningsberegning

For å beregne designverdien av den gjennomsnittlige vindbelastningen i en viss høyde over bakkenivå, brukes følgende formel:

W=Wo*k

Hvor Wo er verdien av vindlasten fastsatt av standardene, tatt fra tabellen i henhold til vindområdet;

k - tar hensyn til endringen i vindtrykk avhengig av høyden, koeffisienten valgt fra tabellen, avhengig av området der konstruksjonen utføres:

1. Kolonne "A" indikerer verdiene av koeffisienten for slike områder som åpne kyster av reservoarer, innsjøer og hav, tundra, stepper, skogstepper og ørkener;
2. Kolonne "B" inkluderer verdier for urbane områder, skogkledde områder og andre områder dekket jevnt av hindringer som er større enn 10 meter høye.

Viktig: terrengtypen ved beregning av vindbelastningen på taket kan variere avhengig av vindretningen som er brukt i beregningen.

Beregning av seksjoner av sperrer og andre elementer i sperresystemet

Tverrsnittet av sperrene avhenger av følgende parametere:

• Lengden på sperrebeina;
• trinnet som sperrene til rammehuset er installert med;
• Estimert verdi av ulike laster i et gitt område.

Dataene gitt i tabellen er ikke en fullstendig beregning av sperresystemet, de anbefales kun til bruk i beregninger når sperrearbeider skal utføres for enkle takkonstruksjoner.

Verdiene gitt i tabellen tilsvarer de maksimalt mulige belastningene på sperresystemet for Moskva-regionen.

Vi gir for sperresystemet størrelsen på andre strukturelle elementer av sperrene:

• Mauerlat: stenger med en seksjon på 150x150, 150x100 eller 100x100 mm;
• Diagonale daler og ben: stenger med en seksjon på 200x100 mm;
• Løper: stenger med en seksjon på 200x100, 150x100 eller 100x100 mm;
• Puffs: stenger med en seksjon på 150x50 mm;
• Tverrstenger som fungerer som støtter for stativer: stenger med en seksjon på 200x100 eller 150x100 mm;
• Stativ: stenger med en seksjon på 150x150 eller 100x100 mm;
• Boards av gesimsboksen, stivere og fillies: stenger med en seksjon på 150x50 mm;
• Felling og frontplater: seksjon (22-25) x (100-150) mm.

Et eksempel på beregning av sperresystemet

Vi gir et spesifikt eksempel på beregningen av sperresystemet. Vi tar følgende som innledende data:

• designlast på taket er 317 kg/m²;
• standard belastning er 242 kg/m²;
• hellingsvinkelen til bakkene er 30º;
• spennlengden i horisontale fremspring er 4,5 meter, mens L₁ = 3 m, L₂ = 1,5 m;
• Monteringstrinnet til sperrene er 0,8 m.

Tverrstengene er festet til bena på sperrene med bolter for å unngå å "slipe" endene med spiker. I denne forbindelse er bøyemotstandsverdien til svekket tremateriale av andre klasse 0,8.

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

Direkte beregning av sperresystemet:

• Beregning av belastningen som virker på en meter lineær lengde av sperren:

q_R=Q_R x b \u003d 317 x 0,8 \u003d 254 kg/m

q_n=Q_n x b \u003d 242 x 0,8 \u003d 194 kg/m

• Dersom helningen på takhellingene ikke overstiger 30 grader, regnes sperrene som bøyeelementer.

I henhold til dette beregnes det maksimale bøyemomentet:

M = -q_Rx(L₁³ + L₂³) / 8x(L₁+L₂) = -254 x (3³+1,5³) / 8 x (3 + 1,5) \u003d -215 kg x m \u003d -21500 kg x cm

Merk: Minustegnet indikerer at bøyeretningen er motsatt av den påførte belastningen.

• Deretter beregnes det nødvendige nødvendige motstandsmomentet mot bøyning for sperrebenet:

W=M/R_izg = 21500/104 = 207 cm³

• For fremstilling av sperrer brukes vanligvis brett, hvis tykkelse er 50 mm. Ta bredden på sperren lik standardverdien, dvs. b=5 cm.

Høyden på sperrene beregnes ved å bruke det nødvendige motstandsmomentet:

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

• Følgende dimensjoner på sperren ble oppnådd: seksjon b \u003d 5 cm, høyde h \u003d 16 cm. Med henvisning til dimensjonene til tømmeret i henhold til GOST, velger vi den nærmeste størrelsen som passer til disse parameterne: 175x50 mm.
• Den resulterende verdien av tverrsnittet til sperrene kontrolleres for avbøyning i spennet: L₁\u003d 300 cm. Det første trinnet er å beregne sperrebenet til en gitt seksjon i treghetsøyeblikket:

J=bh³/12 = 5×17,5³/12 = 2233 cm³

Deretter beregnes avbøyningen i samsvar med standardene:

f_eller =L/200=300/200=1,5 cm

Til slutt bør avbøyningen under påvirkning av standardbelastninger i dette spennet beregnes:

f = 5 x q_n x L⁴ / 384 x E x J = 5 x 1,94 x 300⁴ / 384 x 100 000 x 2233 = 1 cm

Verdien av den beregnede avbøyningen på 1 cm er mindre enn verdien av standardavbøyningen på 1,5 cm, derfor er den tidligere valgte delen av brettene (175x50 mm) egnet for konstruksjonen av dette sperresystemet.

• Vi beregner kraften som virker vertikalt ved konvergensen av sperrebenet og staget:

N = q_R x L/2 + M x L/(L₁xL₂) = 254x4,5 / 2 - 215x4,5 / (3x1,5) = 357 kg

Denne innsatsen dekomponeres deretter i:

• rafter akse S \u003d N x (cos b) / (sing g) \u003d 357 x cos 49 ° / sin 79 ° \u003d 239 kg;
• stagakse P \u003d N x (cos m) / (sin g) \u003d 357 x cos 30 ° / sin 79 ° \u003d 315 kg.

hvor b=49°, g=79°, m=30°. Disse vinklene er vanligvis satt på forhånd eller beregnet ved hjelp av skjemaet for det fremtidige taket.

I forbindelse med små belastninger er det nødvendig å konstruktivt nærme seg beregningen av tverrsnittet av stiveren og kontrollere tverrsnittet.

Hvis et brett brukes som stag, hvis tykkelse er 5 cm og høyden er 10 cm (totalt areal er 50 cm²), så beregnes kompresjonsbelastningen den tåler av formelen:

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

Den oppnådde verdien er nesten 20 ganger høyere enn den nødvendige verdien, som er 315 kg. Til tross for dette vil ikke tverrsnittet av staget reduseres.

Dessuten, for å forhindre at den snur seg, vil det sys stenger til den på begge sider, hvis tverrsnitt er 5x5 cm. Denne korsformede seksjonen vil øke stivheten til staget.

• Deretter beregner vi skyvekraften oppfattet av puffen:

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

Tykkelsen på tverrstangen settes vilkårlig, b = 2,5 cm Basert på beregnet strekkfasthet til tre, lik 70 kg / cm², beregne den nødvendige verdien av seksjonshøyden (h):

h \u003d H / b x R_løp \u003d 207 / 2,5x70 \u003d 2 cm

Tverrsnittet av brytingen har fått ganske små dimensjoner på 2x2,5 cm. La oss anta at det vil være laget av brett 100x25 mm i størrelse og festet med skruer med en diameter på 1,4 cm. For beregningen er det nødvendig å bruke formlene som brukes ved beregning av skruer for skjær.

Deretter tas verdien av arbeidslengden til capercaillien (en skrue hvis diameter overstiger 8 mm) avhengig av tykkelsen på brettet.

Beregningen av bæreevnen til en skrue utføres som følger:

T_kap = 80 x d_kap x a \u003d 80x1,4x2,5 \u003d 280 kg

Festing av scrum krever montering av én skrue (207/280).

For å forhindre at trematerialet blir knust på stedet for skruefestingen, beregnes antall skruer ved hjelp av formelen:

T_kap = 25 x d_kap x a \u003d 25x1,4x2,5 \u003d 87,5 kg

I samsvar med den oppnådde verdien, vil festingen av avrettingsmassen kreve tre skruer (207/87,5).

Viktig: tykkelsen på strammebrettet, som er 2,5 cm, er valgt for å demonstrere beregningen av skruene. I praksis, for å bruke de samme delene, tilsvarer tykkelsen eller delen av strammingen vanligvis parametrene til sperrene.

• Til slutt bør belastningene til alle konstruksjoner beregnes på nytt, og estimert egenvekt endres til den beregnede. For å gjøre dette, ved å bruke de geometriske egenskapene til elementene i sperresystemet, beregnes det totale volumet av trelast som kreves for installasjon av sperresystemet.

Dette volumet multipliseres med vekten av tre, vekt 1 m³ som er omtrent 500-550 kg. Avhengig av arealet på taket og sperrenes stigning, beregnes vekten, som måles i kg/m².

Sperrsystemet gir først og fremst påliteligheten og styrken til taket som blir reist, derfor bør beregningen, samt forskjellige relaterte beregninger (for eksempel beregning av sperrer og bjelker) utføres kompetent og nøye, uten å gjøre minste feil.

Det anbefales å overlate utførelsen av slike beregninger til fagfolk med nødvendig erfaring og passende kvalifikasjoner.

Har artikkelen hjulpet deg?