Калькулятор расчета стропильной системы: Онлайн калькулятор расчета угла наклона и стропил вальмовой крыши

Содержание

Как рассчитать стропильную систему: расчет элементов, формулы, калькулятор

Как правильно рассчитать стропильную систему

Нагрузки на стропила
Расчет элементов

Пример расчета при помощи программ

Возведение крыши собственными силами – задача вполне реальная. Конечно, для этого необходим определенный объем знаний, и в первую очередь это касается стропильной системы – основного элемента крыши, который воспринимает и противостоит всем типам нагрузок.

Стропильная система фактически обеспечивает жесткость конструкции кровли, поскольку распределяет нагрузку от обрешетки с уложенным материалом для кровли на внешние и внутренние опоры. Поэтому от того, как рассчитать стропильную систему, зависит надежность крыши, ее способность противостоять всем воздействиям.

Как правильно рассчитать стропильную систему ↑

Расчет элементов стропильной системы выполняют для того, чтобы определить оптимальные параметры конструкции, которые обеспечивают ее способность выдерживать воздействие от совокупного веса кровли, в том числе покрытия и теплоизоляции, в условиях максимального воздействия внешних нагрузок, ветровых и снеговых.

В связи с этим закономерно встает вопрос, как рассчитать стропильную систему на суммарное воздействие возможных нагрузок. К примеру, вес покрытия, внутренней отделки потолков, града, ветра, гололеда на кровле в период и т. д. В расчетах используют коэффициенты надежности , скажем, 1,1 и 1,4. Первый увеличивает прочность рассчитанной кровли на 10%, а второй – на 40%.

Как правило, расчетная схема, которую принимают при расчетах – «идеализированная». Считается, что крыша находится под воздействием равномерно распределенной нагрузки, т. е. испытывает одинаковую и ровную силу, которая равномерно воздействует на все скаты. На самом деле такая картина практически не встречается. Например, когда ветер наметает на какой-то скат снеговые мешки, то он одновременно сдувает его с другого. Сила воздействия на скатах, таким образом, оказывается неравномерной.

Нагрузки на стропила ↑

Стропила испытывают два вида воздействия – временные и постоянные. Ко вторым относится вес элементов крыши, включая кровлю, обрешетку, прогоны и стропила. Ко вторым – снег и ветер. К временным – относят также полезную, если таковая имеется.

Снеговая

Этот тип воздействия может представлять серьезную опасность для надежности конструкции, поскольку большие объемы скопившегося на крыше снега оказывают на нее существенное воздействие. Величина нагрузки снега определяется в горизонтальной проекции по формуле:

S=Sg * µ,

где

Sg – масса снегового покрова, приходящейся на единицу площади горизонтальной плоскости. Этот параметр зависит от места расположения строения.
µ – это коэффициент, выражающий зависимость от угла наклона кровли. К примеру, для плоских крыш до 25⁰ – 1,0, для скатных с уклоном более 25 ⁰< α < 60⁰ – 0,7. При крутом уклоне, свыше 60°, снеговая нагрузка не учитывается.

Ветровая

Для подсчета средней ветровой нагрузки на данной высоте применяют следующую формулу:

W=W_o^хk,

в которой

W_o – нормативное значение, его подбирают по таблице, согласно ветровому району;
k – коэффициент зависимости давления ветра от высоты, он отличается в зависимости от местности, где осуществляется строительство:

Поправка на ветер в расчет стропил вносится только при уклоне кровли более 30°.

Выбор типа местности зависит от направления ветра, который применяют при расчете.

Как посчитать с учетом ветра и снега

Рассчитаем климатические нагрузки на примере Подмосковья, входящего в среднюю полосу РФ. Расчетные значения выбирают из СНиП 2.01.07-85*, а именно «Нагрузки и воздействия».

СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия» (1,1 MiB, 4 033 hits)

Допустим, уклон крыши составляет 22⁰. Это третий снеговой регион, для которого расчетная – 180 кг/м², а µ=1,0, тогда 180 x 1,0 = 180 кг/м². Для скатных кровель с коэффициентом µ=0,7 эта величина уменьшается до 126 кг/м².

При образовании снегового мешка значение этого показателя может возрасти до 400-500 кг/м².

Расчетная ветровая нагрузка для того же региона равна 32 кг/м². Если предположить, что речь идет о 10-метровом доме, то величина воздействия ветра окажется равной 32 х 0,65 = 20,8 кг/м².

Другие

Нагрузку, создаваемую подкровельной конструкцией и самой кровлей рассчитывают согласно размерам сооружения и объему используемых материалов.
Полезная учитывается для конструкций, «связанных» со стропильными фермами. К примеру, подвешенные к ним потолки, вентиляционные камеры или водяные баки, расположенные на фермах и т. д.

При проектировании крыши проводятся два типа расчетов:

по прочности, который исключает повреждения стропильных ног;
по деформации, который определяет максимальную степень прогиба такой балки. Так, расчет стропильной системы ломаной крыши должен учитывать, что прогиб стропил для такой конструкции не должен быть больше 0,004 длины участка, то есть, к примеру, максимальный прогиб 6-метровой балки достигает 2 см. На первый взгляд может показаться, что это не так уж и много, однако, если даже чуть превысить величину деформации, она станет зрительно заметна. А большие прогибы сделают крышу похожей на китайскую пагоду.

Расчет элементов ↑

Конструкцию системы определяют с учетом следующих параметров:

наклон крыши,
величина перекрываемого пролета,
сечение стропил и обрешетин,

совокупная нагрузка от кровельного покрытия, ветра и снега,
расстояние между стропилами, его оптимальное значение определяют методом предела, то есть того значения, по достижении которого, можно ожидать частичного или полного разрушения.

Срез (сечение) стропил подбирают, исходя из их длины и величины испытываемых нагрузок.

Значения, приведенные в данной таблице, конечно, не являются результатом полноценного расчета, они всего лишь рекомендованы к применению при проведении стропильных работ для простых конструкций.

Полноценный расчет системы возможен при достаточном багаже теоретических знаний, определенных навыков черчения и рисования. К счастью, задача проектирования сегодня значительно облегчена, благодаря удобным компьютерным программам, предназначенным специально для разработки проектов всевозможных строительных элементов. Они подходят не только профессионалам, но и частным пользователям.

Пример расчета при помощи программ ↑

Шаг 1. Расчет нагрузок

На первом этапе в меню выбирают окно «Нагрузки» и вносят в ячейки таблиц голубого цвета необходимые изменения:

«Исходные данные»

Изменяют уклон ската и шаг стропил на предполагаемые. Следующую строчку таблицы «Нагр. Кровли» заполняют данными из нижеприведенной таблицы.

В следующую ячейку заносят сумму предварительно рассчитанных нагрузок от ветра и снега. Далее идет «Утепление (манс.)» – ячейку оставляют без изменений для теплого чердака или вписывают 0 – для холодного.
Корректируют также значения в таблице «Обрешетка».

Если заполненные данные корректны, в нижней части окна должно появиться сообщение «Несущая способность обрешетки обеспечена!». В противном случае потребуется изменить размеры обрешетки или расстояние между стропилами.

Шаг 2 Стропила с двумя опорами

На этом этапе работают с вкладкой «Строп. 1».

Начиная с этой вкладки, данные уже занесенные в таблицу будут подставляться программой в ячейки автоматически.

Какие правки выполняют на этом этапе?

Вносят изменения в значение величины горизонтальной проекции стропила на схеме и приступают к заполнению таблицы «Расчет стропил».
Значение толщины стропила, которое вносят в ячейку «В (заданное)» должно быть больше указанного« Втр (устойч. )».
Ширина стропил, внесенная строчку «Принимаем Н», должна превышать значения, указанные в строчках «Нтр.,(прогиб)» и «Нтр.,(прочн.)». Если все значения подставлены верно, то программа под схемой «запишет»: «Условие выполнено».

Строчка «Н, (по сорт-ту)» заполняется самой программа, но следует знать что менять данные можно и самому.

Шаг 3 Стропила с тремя опорами

Такие стропила рассчитывают на вкладке «Строп.2» либо «Строп.3».

Какую выбрать зависит расположения промежуточной опоры. Вкладки отличаются по месту расположения средней стойки (опоры). В случае L/L1<2, иначе говоря, она находится правее середины стропила, пользуются «Строп.2», в противном случае – «Строп.3». Стойка может располагаться точно посередине, тогда не принципиально, какую из них выбрать – результат будет тот же. С этими вкладками работают аналогично «Строп. 1».

Шаг 4 Стойка

Величину изгибающего момента стойки и вертикального воздействия на нее вносят (в тоннах) соответственно в ячейки «М=» и «N=». Надписи «Внецентр. обеспечено» и «Центральное обеспечено!» в центре означают допуск к следующему этапу.

Шаг 5 Балка

Балки перекрытия в то же время испытывают распределенную и сосредоточенную нагрузки.

«Распределенная»

В ней отмечают пролет и шаг балок. В качестве «Нагр.(норм.)» и «Нагр.(расч.)» выбирают соответственно 350 кг/м² и 450 кг/м². Согласно СНиП это усредненные значения с достаточным запасом прочности. В них включены эксплуатационные нагрузки и вес перекрытий.
В строке «В, заданная» отмечают имеющуюся ширину сечения, в «Н, прогиб» и «Н, прочность» – наименьшие высоты сечения, обеспечивающие допустимый прогиб, при которым балка не сломается. Высоту сечения выбирают, равной большей из них.
Если в конструкции нет стоек с опорой на балки перекрытия, расчет заканчивают. В противном случае заполняют следующие таблицы: «Распред.+сосредоточ.» и «Сосредоточенная нагрузка».

На практике работа с программой, как правило, затруднений не вызывает.

Для получения рекомендательных величин элементов конструкции можно использовать онлайн калькулятор стропильной системы, представленный ниже. Достаточно кликнуть по картинке, выбрать нужный раздел, и ввести данные крыши.

[js][/js]

онлайн калькулятор с чертежами стропильной системы

Онлайн-калькулятор мансардной (двухскатной) крыши поможет вам рассчитать углы наклона боковых и коньковых скатов, размер и количество боковых и коньковых стропил, количество обрешётки, а также объём нужных материалов в режиме онлайн. В расчётную базу заранее внесены наиболее популярные кровельные материалы, такие как металлочерепица, шифер, ондулин, черепица из керамики, битума, цемента и другие материалы.

Проектирование мансардных крыш начинается со сбора типовых нагрузок и исходных данных (расстояния между несущими стенами и перегородками, ориентировочного плана постройки, снеговой, ветровой и особых нагрузок, требований к утеплителю, типа и веса кровельного покрытия, соображений комфортности и дизайна).

Полезные схемы и таблицы при работе с мансардной крышей:

Информация по назначению калькулятора

Онлайн калькулятор мансардной крыши предназначен для расчета углов наклона коньковых и боковых скатов, количества и сечения стропил, объема обрешетки и других материалов, необходимых для возведения крыши. Для проектирования мансардного этажа, следует внимательно ознакомится со СНиП 2.08.01-89 «ЖИЛЫЕ ЗДАНИЯ».

Все расчеты выполняются в соответствии с ТКП 45-5.05-146-2009 и СНиП «Нагрузки и воздействия». Мансардная (ломаная, покатая) крыша состоит из двух скатов с каждой боковой стороны, с разными углами наклона. Тем самым образуя объемное чердачное помещение называемое мансардой или мансардным этажом. Мансардная крыша может быть достроена на уже готовое здание, тем самым добавляя дополнительное жилое пространство без надстройки полноценного этажа. Данный тип кровли берет свое начало с 17 века. Существует большое множество вариаций исполнения мансардного этажа, с расположением как жилых, так и хозяйственных помещений. Следует внимательно отнестись к выбору кровельных материалов, так как боковые скаты имеют достаточно крутые склоны, в связи с чем могут потребоваться дополнительные затраты на обустройство кровли. А так же следует увеличить количество теплоизоляции и размеры окон, если предусмотрено полноценное жилое помещение.

При заполнении данных, обратите внимание на дополнительную информацию со знаком ❗

Далее представлен полный список выполняемых расчетов с кратким описанием каждого пункта. Вы так же можете задать свой вопрос, через форму комментариев внизу.

Возможности конструктора

truss-solver · Темы GitHub · GitHub

Вот 21 публичный репозиторий соответствует этой теме…

JWock82 / кслфрейм

Спонсор Звезда 51

адцлер / связный

Звезда 28

rarora7777 / Объемная ферма

Звезда 26

МШавон / Ферма-101

Звезда 15

лев27945875 / Python_Stable_3D_Truss_Analysis

Звезда 4

Антонио Сберна / Ферма Solver

Звезда 3

виннныр / Винни-Ферма-Решатель

Звезда 2

соланто / Trusty.

Чтобы связать ваш репозиторий с решатель ферм тему, перейдите на целевую страницу репозитория и выберите «управление темами».

Узнать больше

Расчет фермы Serrurier — Форум банкоматов, оптики и DIY

#1 гордтуллох

Размещено 21 января 2019 — 15:33 Здравствуйте! OTA как ферма Serrurier.Я могу подумать о балансировке OTA, чтобы определить, как верхняя и нижняя сборки фермы должны выглядеть в длину, но как мне определить, одинаков ли прогиб с обеих сторон?И, кроме того, как мне рассчитать, где балансировка зубчатого колеса и балансировка провисания совпадают одновременно?

Я просмотрел сайт, но не нашел никого, кто выполнял бы расчет провисания. Любая помощь будет оценена спасибо! И поскольку я, вероятно, буду кодировать расчеты на веб-странице, я обязательно сделаю их доступными для всех.

С уважением,

Горд

Вернуться к началу

#2 Бенах

Опубликовано 21 января 2019 г. — 15:42

Горд: самый простой способ сделать это — создать CAD-модель вашего прицела. Большинство программ САПР могут рассчитать ЦТ конструкции с учетом геометрии и используемых материалов. Если вы хотите рассчитать свой прогиб, вы можете найти уравнения в любой книге по статике или в книгах Альберта Хайя.

Наверх

#3 Митч Алсуп

Размещено 21 января 2019 — 16:18

Albert Highe, «Portable Newtonian Telescopes», William Bell

Поставляется с электронными таблицами, так что все, что вам нужно сделать, это указать диаметр трубы и толщину стенки (и, конечно, длину).

фермы или 3-фермы.

Наверх

#4 сх

Размещено 21 января 2019 г. — 17:50

Он поставляется с компакт-диском для этого? Должен купить это.

Отредактировано ckh, 21 января 2019 г., 17:50.

Наверх

#5 гордтуллох

Размещено 21 января 2019 г. — 22:26

Хорошо, у меня есть книга Highe от Abebooks, спасибо, ребята! — gt

Вернуться к началу

#6 Джефф Б1

Опубликовано 22 января 2019 г. — 06:17

http://rfroyce.com/f8_truss_tube_newt/

Наверх

#7 гордтуллох

Размещено 23 января 2019 г. — 14:55

Отличный сайт! Не вычисляет и не исправляет провисание, но должно дать мне отправную точку, спасибо!

Наверх

#8 Джефф Б1

Опубликовано 92)

Прикрепленные миниатюры

Наверх

#9 гордтуллох

Размещено 23 января 2019 — 16:57

Спасибо, Джефф, но не совсем уверен, что это говорит мне — L, похоже, является основанием треугольника, который образуют фермы, не уверен, что такое r. Очевидно с ² = a ² + b ² но не знаю, к чему относится первое уравнение…

Отредактировал gordtulloch, 23 января 2019 г. — 17:13.

Наверх

#10 Джефф Б1

Размещено 23 января 2019 — 17:27

У меня есть PDF-файл, который слишком велик для этого форума. Он представляет собой хорошее руководство по проектированию трубчатых ферм, «Атермальная ферма и головное кольцо в сборе для окончательного проекта 20-дюймового телескопа». Truss_FDR_EHF_rev3.pdf, но сейчас не могу найти. Может, тебе повезет больше. Извините

Наверх

#11 Джефф Б1

Опубликовано 24 января 2019 — 06:42

Это уравнение глупо, и я потерял исходную ссылку на статью. Вот моя ферма для моего 16-дюймового

Извините, я не обращал внимания на уравнение и пропускал его мимо меня в течение многих лет. Это полная ерунда, и я убрал это из своей статьи. Эй, никогда не следует редактировать свои бумаги. Это как быть слепым.

Отредактировано Jeff B1, 24 января 2019 г. — 18:37.

Наверх

#12 Джефф Б1

Размещено 25 января 2019 г. — 12:34

Итак, вот ответ: Вы можете использовать размеры вашей ферменной системы; Моя 16-дюймовая простая ферменная труба имеет алюминиевую трубку с наружным диаметром 18,25 дюйма для размещения основного зеркала. Я использую алюминиевые фермы с наружным диаметром 1 дюйм, поэтому измерьте расстояние от центра ферм до наружного диаметра трубы, или 18,25 дюйма + 2X).5 дюймов = 19.25», затем примените простое уравнение в поле ниже:

Наверх

№13 гордтуллох

Размещено 25 января 2019 г. — 16:38

Мне не нужна помощь, чтобы рассчитать размеры фермы — расчет c ² = a ² + b ² тривиален. Расчет, который мне нужно сделать, основан на моменте на концах сборки фермы, какая длина мне нужна для верхней и нижней секций фермы на ферме Серрурье, чтобы сделать провисание одинаковым, при этом все еще получая ЦТ в точке поворота. . Я спросил, потому что я предпочитаю не проходить курс статики только для того, чтобы сделать расчет, но вот как это выглядит в конечном итоге!

Это ферма Serrurier:

https://en.wikipedia…Serrurier_truss

Наверх

№14 Джефф Б1

Размещено 25 января 2019 г. — 17:34

Проблема в том, что ссылки в моих файлах ведут к неработающим ссылкам, а файлы PDF слишком велики для размещения здесь. Прочтите старый пост и посмотрите, сможете ли вы найти файлы в Интернете: https://www.cloudyni…sign/?p=6216085 9.0047

У меня есть электронная книга: Механический дизайн телескопов для любителей Боба Ломбарди в формате PDF, но я не могу опубликовать ее здесь по нескольким причинам; Авторские права и т. д. и большой файл.

Это было в Сети несколько лет назад, но теперь большая часть инженерных материалов для механических телескопов исчезла. Может быть, вам придется выбросить монету и купить книгу на эту тему.

Кстати, здесь только что открылась тема, посвященная дизайну фермы: https://www.cloudyni…sign/?p=9070317

Попробуйте прочитать следующие статьи:

Альбрехт, Ричард Э., «Проектирование конструкций телескопов – I», Sky and Telescope, Vol. 77, № 1, стр. 97-101, январь 1989 г.
https://archive.org/…1-pdf/page/n117

Альбрехт, Ричард Э., «Проектирование конструкций телескопов — II», S&T, Vol. 77, № 2, стр. 210-214, февраль 1989 г.
https://archive.org/…2-pdf/page/n101

Брукс, Джон Дж., «Механические соображения производителей телескопов, S&T, Vol. 51, № 6, стр. 423-428, 19 июня76.
https://archive.org/…06-pdf/page/n53

Отредактировано Jeff B1, 26 января 2019 г., 07:43.

Наверх

№15 Джефф Б1

Размещено 27 января 2019 — 19:11

https://archive. org/…2-pdf/page/n123

Наверх

№16 гордтуллох

Опубликовано 05 февраля 2019 г. — 10:40

Только что получил книгу Альберта Хайя — вау. Какая чрезвычайно полезная ссылка. Спасибо! — gt

Вернуться к началу

# 17 Джефф Б1

Размещено 05 февраля 2019 г. — 11:50

Я нашел старую статью, в которой простыми словами описывается конструкция трубы фермы. Поэтому я немного изменил его, и вот он: https://dustymars.ne…rg/Tel_Tube.pdf

Вернуться к началу

# 18 Пьер Лемей

Размещено 05 февраля 2019 — 12:19PM

Только что получил книгу Альберта Хайя — вау. Какая чрезвычайно полезная ссылка. Спасибо! — ГТ

Расчет прогиба, вызванного фермами, касается не только количества, размера, длины, ширины, диаметра и толщины труб фермы. Смещение от идеального треугольника, где встречаются две трубы фермы, также очень важно для определения окончательного отклонения изображения при движении трубы по небу.

Альберт Хай рассматривает это в нескольких уравнениях на протяжении всей книги, а также многие другие факторы. При расчете прогиба необходимо добавить прогиб, вызванный трубами фермы, к прогибу, вызванному смещением труб фермы друг относительно друга в точках крепления.

Наверх

# 19 Митч Алсуп

Размещено 05 февраля 2019 г. — 12:37

Расчет прогиба, вызванного фермами, касается не только количества, размера, длины, размаха, диаметра и толщины труб фермы. Смещение от идеального треугольника, где встречаются две трубы фермы, также очень важно для определения окончательного отклонения изображения при движении трубы по небу.

Альберт Хай рассматривает это в нескольких уравнениях на протяжении всей книги, а также многие другие факторы. При расчете прогиба необходимо добавить прогиб, вызванный трубами фермы, к прогибу, вызванному смещением труб фермы друг относительно друга в точках крепления.

Действительно, внецентренная нагрузка на трубы фермы может вызвать больший или даже больший прогиб, чем ферма, «несущая» нагрузку. Вот почему следует пытаться прикладывать нагрузки к центру труб фермы, что, в свою очередь, является причиной того, что нам нравится заканчивать полюса шарами::

И почему мы прилагаем все усилия, чтобы наклонить полюса так, чтобы они сходились в центре тяжести конструкции.

В конце концов, геометрия фермовых стоек в основном сводится к избавлению от посторонних «моментов».