Jak obliczyć krokwie: obliczamy poprawnie

Warunki pogodowe w naszym kraju są zmienne, dlatego system krokwi budowanego domu musi charakteryzować się odpowiednio wysoką niezawodnością i trwałością. W tym artykule opisano, jak obliczyć system krokwi i kratownic, różne obciążenia na nich i podano przykład takiego obliczenia.

Niezależnie od wybranego kształtu przyszłego dachu, jego system krokwi musi być wystarczająco mocny, dla którego konieczne jest przede wszystkim prawidłowe i prawidłowe obliczenie systemu krokwi.

Podstawowym zadaniem projektanta i architekta nie jest zaprojektowanie wyglądu budynku, ale jakościowe obliczenie wytrzymałości planowanego domu, w tym jego systemu krokwi.

Obliczenia systemu krokwi obejmują szereg różnych parametrów, do których należą:

• waga materiały dachowestosowane do pokrycia dachu np. - dach miękki, ondulina, dachówka naturalna itp.;
• waga materiałów użytych do dekoracji wnętrz;
• ciężar konstrukcji samego systemu krokwi;
• obliczanie belek i krokwi;
• wpływ zewnętrznych warunków atmosferycznych na dach i inne.

W procesie obliczania systemu kratownicowego konieczne jest obliczenie następujących pozycji:

1. Obliczanie przekroju krokwi;
2. Skok krokwi, tj. odległość między nimi;
3. Rozpiętości systemu krokwi;
4. Zaprojektowanie wiązara krokwiowego i wybór, który schemat mocowania krokwi - warstwowy lub wiszący - zostanie zastosowany podczas budowy;
5. Analiza nośności fundamentu i podpór;
6. Obliczenie takich dodatkowych elementów jak zaciągnięcia łączące konstrukcję krokwi, zapobiegające jej „jeżdżeniu” oraz stężenia umożliwiające „odciążenie” krokwi.

Podczas korzystania z typowego projektu nie ma potrzeby zastanawiania się, jak obliczyć system kratownicowy, ponieważ wszystkie obliczenia zostały już zakończone. W przypadku budowy według indywidualnego projektu należy wcześniej wykonać wszystkie niezbędne obliczenia.

Badanie pokrycia dachowe zrób to sam i obliczeń powinien być specjalistą posiadającym wystarczające kwalifikacje oraz posiadający niezbędną wiedzę i umiejętności.

Wymagania dotyczące elementów konstrukcyjnych krokwi

Do produkcji elementów konstrukcyjnych krokwi stosuje się drewno iglaste, którego wilgotność nie powinna przekraczać 20%.

nowoczesny materiał na pokrycia dachowe wstępnie potraktowane specjalnymi preparatami ochronnymi. Parametry takie jak grubość krokwi dobierane są zgodnie z omówionymi poniżej obliczeniami.

Obciążenia, które wpływają na konstrukcję krokwi iw związku z którymi może być konieczne wzmocnienie systemu kratownicowego, w zależności od czasu trwania uderzenia, dzielą się na dwie kategorie: tymczasowe i stałe:

1. Do obciążeń stałych zalicza się obciążenia od ciężaru własnego konstrukcji krokwi, ciężar materiałów na pokrycie dachowe, łaty, izolację termiczną oraz materiały użyte do wykończenia stropu. Mają na nie bezpośredni wpływ wielkość krokwi;
2. Obciążenia użytkowe można również podzielić na krótkoterminowe, długoterminowe i specjalne. Obciążenia krótkotrwałe obejmują ciężar dekarzy oraz ciężar używanych przez nich narzędzi i sprzętu. Ponadto obciążenia krótkotrwałe obejmują obciążenia dachu wiatrem i śniegiem. Obciążenia specjalne obejmują raczej rzadkie działania, takie jak trzęsienia ziemi.

Aby obliczyć system kratownicowy na podstawie stanów granicznych tych grup obciążeń, należy wziąć pod uwagę ich najbardziej niekorzystną kombinację.

Obliczanie obciążenia śniegiem

Najbardziej kompletną obliczoną wartość obciążenia pokrywy śnieżnej oblicza się według wzoru:

S=Sg*µ

• gdzie Sg jest obliczoną wartością masy pokrywy śnieżnej na 1 m, wziętą z tabeli² pozioma powierzchnia ziemi;
• µ to współczynnik określający przejście od ciężaru pokrywy śnieżnej na gruncie do obciążenia śniegiem pokrycia dachowego.

Wartość współczynnika µ dobiera się w zależności od kąta nachylenia połaci dachowych:

µ=1 jeżeli kąty nachylenia połaci dachowej nie przekraczają 25°.

µ=0,7 w przypadku, gdy kąty nachylenia stoków mieszczą się w przedziale 25-60°.

Ważne: jeśli nachylenie połaci dachu przekracza 60 stopni, wartość obciążenia pokrywy śnieżnej nie jest brana pod uwagę przy obliczaniu systemu krokwi.

Obliczanie obciążenia wiatrem

Aby obliczyć wartość obliczeniową średniego obciążenia wiatrem na określonej wysokości nad poziomem gruntu, stosuje się następujący wzór:

W=W*k

gdzie Wo jest wartością obciążenia wiatrem ustaloną przez normy, wziętą z tabeli zgodnie z obszarem wiatru;

k - uwzględniający zmianę parcia wiatru w zależności od wysokości, współczynnik wybrany z tabeli w zależności od obszaru, na którym prowadzona jest budowa:

1. Kolumna „A” wskazuje wartości współczynnika dla takich obszarów, jak otwarte wybrzeża zbiorników wodnych, jezior i mórz, tundra, stepy, stepy leśne i pustynie;
2. Kolumna „B” zawiera wartości dla obszarów miejskich, obszarów leśnych i innych obszarów równomiernie pokrytych przeszkodami o wysokości większej niż 10 metrów.

Ważne: rodzaj terenu przy obliczaniu obciążenia wiatrem na dachu może się różnić w zależności od kierunku wiatru zastosowanego w obliczeniach.

Obliczanie przekrojów krokwi i innych elementów systemu krokwi

Przekrój krokwi zależy od następujących parametrów:

• Długość nóg krokwi;
• Krok, z którym instalowane są krokwie domu szkieletowego;
• Szacunkowa wartość różnych obciążeń na danym obszarze.

Dane podane w tabeli nie stanowią pełnej kalkulacji systemu krokwi, zaleca się ich wykorzystanie jedynie w obliczeniach, gdy będą wykonywane prace krokwiowe dla prostych konstrukcji dachowych.

Wartości podane w tabeli odpowiadają maksymalnym możliwym obciążeniom systemu krokwi dla regionu moskiewskiego.

Dla systemu krokwi podajemy wymiary pozostałych elementów konstrukcyjnych krokwi:

• Mauerlat: pręty o przekroju 150x150, 150x100 lub 100x100 mm;
• Kosze i nogi ukośne: pręty o przekroju 200x100 mm;
• Trasy: pręty o przekroju 200x100, 150x100 lub 100x100 mm;
• Ptysie: pręty o przekroju 150x50 mm;
• Poprzeczki pełniące rolę podpór do regałów: belki o przekroju 200x100 lub 150x100 mm;
• Regały: pręty o przekroju 150x150 lub 100x100 mm;
• Deski skrzyni gzymsowej, rozpórki i klaczki: pręty o przekroju 150x50 mm;
• Deski obrębowe i czołowe: przekrój (22-25) x (100-150) mm.

Przykład obliczenia systemu krokwi

Podajemy konkretny przykład obliczeń systemu krokwi. Jako dane początkowe przyjmujemy:

• obciążenie obliczeniowe dachu wynosi 317 kg/m²;
• standardowe obciążenie wynosi 242 kg/m²;
• kąt nachylenia stoków wynosi 30º;
• rozpiętość przęsła w rzucie poziomym wynosi 4,5 metra, natomiast L₁ = 3 m, dł₂ = 1,5m;
• Krok instalacji krokwi wynosi 0,8 m.

Poprzeczki są mocowane do nóg krokwi za pomocą śrub, aby uniknąć „szlifowania” ich końców gwoździami. Pod tym względem wartość wytrzymałości na zginanie osłabionego materiału drzewnego drugiego stopnia wynosi 0,8.

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

Bezpośrednie obliczenie systemu krokwi:

• Obliczenie obciążenia działającego na jeden metr liniowej długości krokwi:

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

• Jeżeli nachylenie połaci dachowych nie przekracza 30 stopni, krokwie są obliczane jako elementy zginane.

Zgodnie z tym obliczany jest maksymalny moment zginający:

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

Uwaga: Znak minus oznacza, że ​​kierunek zginania jest przeciwny do przyłożonego obciążenia.

• Następnie obliczany jest wymagany wymagany moment nośności na zginanie dla nogi krokwi:

W=M/R_izg = 21500/104 = 207cm³

• Do produkcji krokwi zwykle stosuje się deski o grubości 50 mm. Weź szerokość krokwi równą wartości standardowej, tj. b=5 cm.

Wysokość krokwi oblicza się na podstawie wymaganego momentu oporu:

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

• Uzyskano następujące wymiary krokwi: przekrój b \u003d 5 cm, wysokość h \u003d 16 cm Odnosząc się do wymiarów tarcicy według GOST, wybieramy najbliższy rozmiar pasujący do tych parametrów: 175 x 50 mm.
• Wynikowa wartość przekroju krokwi jest sprawdzana pod kątem ugięcia w przęśle: L₁\u003d 300 cm Pierwszym krokiem jest obliczenie nogi krokwi danego przekroju w momencie bezwładności:

J=bh³/12 = 5×17,5³/12 = 2233 cm³

Następnie ugięcie jest obliczane zgodnie z normami:

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

Na koniec należy obliczyć ugięcie pod wpływem obciążeń normalnych w tym przęśle:

f = 5 x q_N x l⁴ / 384 x Wy x J = 5 x 1,94 x 300⁴ / 384 x 100000 x 2233 = 1 cm

Wartość obliczonego ugięcia 1 cm jest mniejsza od wartości ugięcia standardowego 1,5 cm, dlatego wybrany wcześniej przekrój desek (175x50 mm) nadaje się do budowy tego systemu krokwi.

• Obliczamy siłę działającą pionowo na zbiegu nogi krokwi i rozpory:

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

Ten wysiłek jest następnie rozkładany na:

• oś krokwi S \u003d N x (cos b) / (sing g) \u003d 357 x cos 49 ° / grzech 79 ° \u003d 239 kg;
• oś kolumny P \u003d N x (cos m) / (sin g) \u003d 357 x cos 30 ° / sin 79 ° \u003d 315 kg.

gdzie b=49°, g=79°, m=30°. Kąty te są zwykle ustalane z góry lub obliczane na podstawie schematu przyszłego dachu.

W związku z małymi obciążeniami konieczne jest konstruktywne podejście do obliczenia przekroju rozpórki i sprawdzenie jej przekroju.

Jeżeli jako rozpórkę zastosowano deskę o grubości 5 cm i wysokości 10 cm (całkowita powierzchnia 50 cm²), wówczas obciążenie ściskające, które może wytrzymać, oblicza się ze wzoru:

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

Uzyskana wartość jest prawie 20-krotnie wyższa od wartości wymaganej, która wynosi 315 kg. Mimo to przekrój poprzeczny podpory nie zostanie zmniejszony.

Ponadto, aby zapobiec jej wywinięciu, z obu stron zostaną doszyte pręty o przekroju 5x5 cm, które zwiększą sztywność rozpórki w kształcie krzyża.

• Następnie obliczamy siłę ciągu odczuwaną przez zaciągnięcie:

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

Grubość poprzeczki ustala się arbitralnie, b = 2,5 cm Na podstawie obliczonej wytrzymałości drewna na rozciąganie równej 70 kg / cm², oblicz wymaganą wartość wysokości przekroju (h):

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

Przekrój zapasów otrzymał raczej małe wymiary 2x2,5 cm.Załóżmy, że będzie on wykonany z desek o wymiarach 100x25 mm i przymocowany śrubami o średnicy 1,4 cm.Do obliczeń konieczne jest użycie wzory stosowane przy obliczaniu śrub na ścinanie.

Następnie przyjmuje się wartość długości roboczej głuszca (ślimaka, którego średnica przekracza 8 mm) w zależności od grubości deski.

Obliczenie nośności jednej śruby wykonuje się w następujący sposób:

T_rozdz = 80 x d_rozdz x a \u003d 80x1,4x2,5 \u003d 280 kg

Mocowanie scruma wymaga zamontowania jednej śruby (207/280).

Aby zapobiec zgnieceniu materiału drzewnego w miejscu wkręcenia, ilość wkrętów oblicza się ze wzoru:

T_rozdz = 25 x d_rozdz x a \u003d 25x1,4x2,5 \u003d 87,5 kg

Zgodnie z otrzymaną wartością do zamocowania jastrychu potrzebne będą trzy śruby (207/87,5).

Ważne: grubość płyty dociskowej, która wynosi 2,5 cm, jest wybrana w celu zademonstrowania obliczeń śrub. W praktyce, aby zastosować te same części, grubość lub przekrój dokręcenia zwykle odpowiada parametrom krokwi.

• Na koniec należy ponownie przeliczyć obciążenia wszystkich konstrukcji, zmieniając oszacowaną masę własną na obliczoną. Aby to zrobić, wykorzystując charakterystykę geometryczną elementów systemu krokwi, oblicza się całkowitą objętość tarcicy wymaganą do montażu systemu krokwi.

Ta objętość jest mnożona przez wagę drewna, waga 1 m³ czyli około 500-550 kg. W zależności od powierzchni dachu i nachylenia krokwi obliczany jest ciężar, który mierzony jest w kg/m².

System krokwi zapewnia przede wszystkim niezawodność i wytrzymałość wznoszonego dachu, dlatego jego obliczenia, a także różne powiązane obliczenia (na przykład obliczenia krokwi i belek) powinny być wykonywane kompetentnie i ostrożnie, bez wykonywania najmniejszy błąd.

Zaleca się powierzenie wykonania takich obliczeń profesjonalistom posiadającym niezbędne doświadczenie i odpowiednie kwalifikacje.

Czy artykuł ci pomógł?