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

Содержание

Калькулятор расчета деревянных стропил крыши

Заказать услуги!

Расчеты цен, объемов, нагрузок или консультацию специалиста компании по другим вопросам!

ПОМОЩЬ И КОНСУЛЬТАЦИИ

Чтобы рассчитать не только количество, но и прочность деревянных стропил для крыши воспользуйтесь данным калькулятором.

Для того чтобы провести расчет необходимо ввести параметры в определенные ячейки, которые находятся в окошке слева «Исходные данные», и соответственно получить результат в окошке «Результат» справа.

Для определения условий эксплуатации стропил, вам нужно ввести такие значения как: длина и высота стропил, шаг, и срок службы стропил.

Определить характеристики стропилин вам поможет расчет с введением таких параметров: материал, ширина и высота стропилины, а также сорт древесины и пропитка.

Нагрузка на стропилины рассчитывается по таким параметрам: нормативная нагрузка, расчетная нагрузка, и коэффициент.

Если у вас какой-то параметр идет дробным числом, не бойтесь его вводить, формула запрограммированная под расчет с легкостью и точностью рассчитает все необходимое.

Калькулятор расчета деревянных стропил крыши

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

РЕЗУЛЬТАТ

Условия эксплуатации:
Длина (L)м.
Шаг стропил (K)см.
Высота (H)м.
Срок службы	до 50 лет50-100 летболее 100 лет
Характеристики стропилины:
Материал	Сосна, ельЕ. лиственницаЛиственницаКедр сиб.Кедр крас.ПихтаДуб, ясеньКлен, грабАкацияБереза, букВяз, ильмОльха, липаОсина, тополь
Ширина (В)см.
Высота (D)см.
Сорт древесины	1 сорт2 сорт3 сорт
Пропитка	НетДа
Нагрузка:
Нормативная (q_н)кг. /м.²
Расчетная (q_p)кг./м.²
Коэф. m_д	НетДа

Длина (L1)м.
Угол наклона (P)град.
Гибкость стропилины
Расчет по прочности:
G_{стропил.}град
R_требград
Запас(%)
Расчет по прогибу:
F_{стропил.}(см.)
F_max(см.)
Запас(%)

Инструкция к калькуляторуИсходные данныеУсловия эксплуатации:Срок службы — здесь указывается срок, на протяжении которого конструкции должны исправно работать. Про остальные параметры (длины (L и L0), шаг стропил (K), высоты крыши (Н, Н1 и Н2)) и так все понятно. Здесь просто нужно смотреть на рисунок.Характеристики стропилин:Для справки, стропилина — это одна из досок стропил.Материал — здесь выбирается порода дерева, из которой будут изготовлены стропилины, а впоследствии и стропила.Ширина (B) и высота (D) — размеры сечения стропилины.Сорт древесины — здесь выбирается сорт древесины, из которого будут изготовлены стропилины.Пропитка — ставится «Да», если древесина будут подвержена глубокой пропитке антипиренами под давлением.Нагрузка:По СНиП «Нагрузки и воздействия» нагрузка на стропила может быть неравномерной. Другими словами, стропилина слева может быть нагружена больше, чем стропилина справа (подробнее об этом в статье: сбор нагрузок на кровлю и стропила). Поэтому, если рассчитывается лишь одна стропилина, то нормативные (qн) и расчетные (qр) нагрузки берутся максимальные (в нашем случае слева). А если расчет стропил крыши производится так, как в случае с затяжками (когда рассчитывается стропило целиком), то нужно указывать и нагрузки слева (qн1, qr1) и нагрузки справа (qн2, qr2). РезультатДлины (L1 и L2) — расчетные длины стропилин.Углы наклона (P, P1 и P2) — углы наклона стропил и подкоса. В случае с подкосом угол наклона Р2 желательно делать в пределах 45-53°.Реакции (VA, VB и VC) — реакции, возникающие на опорах.Усилия (NA, NC, ND и NE) — усилия, возникающие в затяжке.Гибкость стропилины — параметр необходимый для расчета стропил на сжатие.Расчет по прочности:Gстропил. — напряжение, возникающее в стропилах.Rтреб — требуемое расчетное сопротивление древесины. Если возникающее напряжение превышает его, то стропилы по прочности не проходят. В этом случае нужно, либо уменьшать шаг стропил, либо увеличивать их сечение.Запас — в случае, если Gстропил.>Rтреб, то здесь показывается на сколько превышено напряжение в стропилах; в противном случае (Gстропил.

Запись опубликована в Калькуляторы, Крыша и кровля, Строительные калькуляторы. Закладка ссылка.

КОНТАКТЫ КОМПАНИИ

Костромская Строительная компания ©
✆ телефон: +7(4942) 46-74-94
☑ пн-пт 9:00-19:00 ☑ сб-вс 10:00-17:00

РЕКЛАМАЦИЯ КОНКУРЕНТУ

Калькулятор расчета длины накосного стропила многощипцовой крыши

Часто допускаемые ошибки при расчете крыши

Многие даже опытные мастера, делая расчет вальмовой крыши, начинают сразу составлять чертеж и подробный план, что крайне неверно. За этими действиями скрывается основная ошибка – отсутствие замеров коробки здания

Общие размеры, конечно же, есть, но мало кто уделяет внимание стенам. Со стороны они кажутся ровными с идеально прямыми углами

А вот если взять и выполнить своими руками дополнительные точные замеры, то можно найти много невидимых погрешностей даже на новом доме. Игнорирование их приведет к тому, что составленный чертеж крыши будет содержать неверные размеры некоторых узлов. Эти ошибки помешают правильно смонтировать первые опоры.

Прежде чем сделать расчет четырехскатной кровли надо взять уровень, рулетку, строительный шнур и произвести новые замеры. С помощью шнура и рулетки между противоположными углами замеряют диагонали, уровнем проверяют высотные отметки стен. Хотя малые неточности, но они все равно будут и их надо исправить:

Не параллельность стен коробки выравнивают за счет правильного расположения мауэрлата.
Малую погрешность высоты каждой стены исправляют подкладками под мауэрлат.

Если, на удивление, выполненные своими руками контрольные замеры показали большие погрешности, в расчет и чертеж необходимо внести дополнительные элементы каркаса крыши для исправления недочетов.

Важно
! Двумерный чертеж каркаса кровли создает ошибочное видение конструкции. Чтобы иметь полное представление о будущей крыше, необходимо создать самостоятельно объемную ее модель

По разработанной модели проще определить, нравится конструкция или нет. На этапе проектирования еще можно что-то изменить. В дальнейшем это будет невозможно.

Совет
! Подыскивая в интернете готовый чертеж под определенные размеры коробки дома, не следует брать подробные схемы со сложными формулами и латинскими обозначениями. Их сможет понять только специалист.

Для лучшего представления процесса строительства можно увидеть мастер-класс, где показаны все основные узлы и этапы их возведения.

Как произвести расчет снеговых нагрузок?

Карта снеговых нагрузок России

Снеговая нагрузка – это достаточно серьезное воздействие на конструкции кровли, так как снега на крыше может скопиться достаточно много.

Чтобы подсчитать этот параметр, можно воспользоваться формулой:

S=Sg x µ.

В этой формуле:

S – это снеговая нагрузка,
Sg – вес снегового покрова, который покрывает квадратный метр горизонтальной поверхности. Это значение меняется в зависимости от места расположения дома. Найти данный коэффициент можно в снип — стропильные системы.
µ — это поправочный коэффициент, значение которого зависит от угла наклона кровли. Так для плоских крыш, которые имеет угол наклона 25 градусов и меньше значение коэффициента – 1,0. Для крыш с углом наклона более 25 и менее 60 градусов, коэффициент составляет 0,7. Для крыши, имеющей крутые склоны, снеговые нагрузки можно не учитывать.

Пример расчета. Например, необходимо рассчитать снеговую нагрузку для кровли дома, строящегося в Московской области, причем угол наклона ската составляет 30 градусов.

Московский регион расположен в III снеговом районе, для которого расчетное значение массы снега на квадратный метр горизонтальной поверхности составляет 180 кгс/ кв. м.

180 x 0,7 = 126 кгс/кв. м.

Это расчетная снеговая нагрузка на кровлю.

Как избежать ошибок при расчете?

А теперь давайте избежим самой первой и самой досадной ошибки проектирования вальмовой крыши – отсутствия замеров самого дома. Проблема в том, что даже обученные мастера умудряются начинать работу с составления плана и чертежа крыши, но никак не работают с основой – стенами. А ведь только на первый взгляд кажется, что стены идеально ровные, все параллельно друг другу и тому подобное, а на деле далек от идеала даже совершенно новый дом. И потом, уже только в процессе строительства обнаруживаются определенные погрешности, которые мешают правильно установить первые опоры.

Поэтому первым делом, перед тем, как провести какие-либо расчеты по вальмовой крыше, вооружаемся линейкой и уровнем. Проверяем высотные отметки, параллельности стен, диагонали (правильность прямоугольных стен) и составляем обмерный план дома. Скажем, вы будете удивлены некоторым неточностям. И теперь решаем, как что будем исправлять:

Незначительную погрешность в параллельности исправляем мауэрлатом.
Незначительную разницу высот разных стен исправляем прокладками.
Значительные разницы исправляем дополнительными элементами стропильной системы, которые обязательно вносим в расчеты.

Кроме того, мы рекомендуем вам делать не простой двумерный чертеж крыши, а создать объемную модель, которая даст вам четкое представление о вашей вальмовой крыше. С первого взгляда вы сможете понять, нравится вам то, что получится, или нет. Переделывать что-то довольно сложно. А помогут вам в этом современные компьютерные программы, какие достаточно много.

Если же вы ищите готовый чертеж крыши, который подходит под нужные параметры, не берите слишком подробные чертежи с латинской аббревиатурой и формулами: они нужны только тому мастеру, который сможет их читать. А чтобы вы имели представление, что конкретно вас ожидает, предлагаем вам простой мастер-класс по строительству вальмовой крыше, где хорошо видны все элементы:

Рассчитываем деревянные балки перекрытия

Для деревянных балок оптимальная величина пролета составляет от 2. 5 до 4 метров.

Оптимальное сечение – прямоугольное.

Соотношение высоты и ширины 1.4:1.

В стену балка должна заходить не менее чем на 12 см.

В идеале балки крепят к анкерам, который заранее установлен в стене.

Гидроизоляция балок выполняется «по кругу».

При расчете сечения балок учитывается нагрузка от собственного веса (как правило, 200 кг/кв. метр), и эксплуатационная временная нагрузка.

Ее значение равняется нагрузке постоянной – 200 кг/кв. метр.

Зная величину пролета и шаг установки балок, по таблице высчитывается их сечение:

Пролет (м)/ Шаг установки (м)	2.0	2.5	3.0	4.0	4.5	5.0	6.0
0.6	75х100	75х150	75х200	100х200	100х200	125х200	150х225
1	75х150	100х150	100х175	125х200	150х200	150х200	175х250

Если же требуется более точный расчет, то пользуются калькулятором Романова.

Конструктивные особенности

Стропильная система вальмовой кровли представляет собой 4-х скатную конструкцию из основных и усиливающих элементов. В классическом исполнении она имеет два основных ската трапециевидной формы и две торцевых вальмы в виде треугольников.

Полувальмовая крыша Существуют разновидности — полувальмовая, вальмово-фронтонная и шатровая. Их стропильные системы выстраиваются на основе базовой схемы, о которой пойдет речь дальше.

К несущему каркасу крепится обрешетка, служащая основанием для защитно-декоративного покрытия. В теплых кровлях в состав кровельного пирога вводится утеплитель, гидро- и пароизоляция.

Как правило, вальмовая крыша устанавливается на балочную «паутину». Она увеличивает жесткость конструкции и является одновременно перекрытием верхнего этажа.

Основные элементы каркаса

Чтобы провести расчет, необходимо точно определить положение каждого элемента системы и принцип его работы:

Мауэрлат — горизонтальный мощный брус для опирания стропил. Он расположен по всему периметру дома и внутренним несущим стенам. Передает нагрузку на опоры. Его жестко крепят с отступом от внешней плоскости стен.
Коньковый прогон — балка, расположенная в самой верхней точке крыши. На нее опираются стропила скатов. Придает устойчивость системе.
Центральные основные стропила — наклонные несущие элементы кровли, воспринимают нагрузку от веса кровли и погодных явлений. Связывают концы конька и мауэрлат на боковых стенах.
Центральные вальмовые стропила — соединяют коньковый прогон и мауэрлат на торцевых стенах.
Диагональные стропила — опираются верхним концом на конек, а нижним — на углы дома. Их еще называют угловые, накосные или ендовые. В классических крышах их 4.
Промежуточные стропила — расположены между центральными с одинаковым шагом.
Укороченные стропила, нарожники — опираются на диагональные стропильные ноги и мауэрлат. Их длина уменьшается по мере приближения к углу здания.

Усиливающие элементы

Основные составляющие несущего каркаса усиливаются жесткими связями. Они скрепляют элементы воедино, перераспределяют усилия в стропильной системе.

Это:

Стойки — подпирают коньковый прогон. Устанавливаются вертикально на лежень или балочную систему.
Ригели, затяжки — могут располагаться в нижнем поясе в виде «балочной паутины» или связывать стропила по верху. В последнем случае используются как перекрытие для чердачного помещения и подшивки потолка.
Укосы, раскосы — применяются при длине стропил более 4,5 м для увеличения жесткости и снижения прогибов. За счет перераспределения усилий позволяют уменьшить сечение основных несущих элементов.
Шпренгель — диагональная балка, расположенная в углах строения.

Предназначена для опирания стоек для накосных стропил.
Кобылки — элементы, удлиняющие стропильные ноги при их недостаточной длине. Устанавливаются для организации карнизного свеса, имеют меньшее сечение, чем стропильные ноги.
Ветровая доска — крепится внутри системы и служит для сопротивления деформациям от сильных порывов ветра.

Жесткий элемент из 2 стропил, ригеля, стойки и подкосов называется фермой. При монтаже такие конструкции устанавливаются на мауэрлат и скрепляются между собой прогонами.

Как рассчитать длину стропил вальмовой крыши

Несмотря на разнообразие типов крыш, их конструкция состоит из одних и тех же элементов стропильной системы. Для крыш вальмового типа:

Коньковая опорная балка или коньковый брус — является несущим элементом конструкции кровли вальмового типа. К нему выполняется крепление диагональных стропил. Длина бруса рассчитывается по формуле: L_конька= L — D, где L и D равны длине и ширине сторон здания.
Центральное стропило — брус, который располагается по краю стропильной системы и формирует угол наклона фронтонного ската крыши. Верхним краем упирается в коньковый брус. Длина центральных стропил рассчитывается по формуле: L_{центр.стропил} = h3 + d2, где h — высота конька, а d — расстояние от торца конька до стены.
Промежуточные или рядовые стропила — образуют поверхность трапециевидного ската. Устанавливаются согласно рассчитанному шагу. Длина рядовых стропил рассчитывается по аналогичной формуле для центральных стропил.
Диагональные стропила (боковые, рёбра, накосные или угловые стропила) — стропильный брус, который верхним краем упирается в торец конька, а нижней частью — в угол дома. Диагональные стропила обуславливают форму скатов кровли. Длина диагональных стропил рассчитывается по формуле: L_{диаг. стропил}=√(L2+d2), где L — длина центрального стропила, а d — расстояние от нижней части стропильного бруса до угла дома.
Нарожники или короткие стропила — короткий стропильный брус, который верхним концом монтируется к диагональному стропилу и формирует угловую часть трапециевидного ската. Длина нарожников рассчитывается по следующим формулам:
- первый нарожник L₁= 2L/3, где L — длина промежуточного стропила;
- следующий нарожник L₂= L/3, где L — длина промежуточного стропила.
Расчёт необходимого удлинения стропил для образования свеса карниза выполняется по формуле DL = k/cosα, где k — расстояние от края свеса карниза до стены, cosα – косинус угла наклона кровли.
Угол наклона рядовых стропил определяется по формуле Β = 9о — α, где α – угол наклона ската кровли.

Основные внешние элементы крыши многощипцовой конструкции

На этом рисунке показаны основные элементы, которые характерны для этой кровельной конструкции

Обратите внимание, что могут одновременно применяться как обычные двускатные схемы, так и вальмовые

1 – Скаты крыши — их у многощипцовой крыши всегда больше, чем у традиционной и они могут отличаться по своему строению, площади, углу крутизны.

2 – Конек – этот элемент также будет представлен «в нескольких экземплярах», так как без него не обойтись при постройке каждого из отделов крыши.

3 – Ребра – это выступающие наружу углы пересечения плоскостей кровельного покрытия. Как правило, они обычно имеются у крыш мансардной или вальмовой конструкции.

4 – Фронтон или щипец – количество этих элементов может различаться, в зависимости от сложности крыши

5 – Лобовая доска обрамляет каждый из щипцов кровли, закрывая торцевые края кровельного покрытия.

6 – Ендова – это внутренний угол кровли, образующийся по линии стыка разных отделов конструкции. Этот элемент также будет являться своеобразным каналом для стока воды.

7 – Карнизный свес проходит по нижнему краю крыши. Он прикрыт с торцов ветровой доской, а по краю пущен капельник для отвода влаги из-под кровельного покрытия в сточный желоб.

8 – Фартук, устанавливаемый вокруг дымоходных и вентиляционных труб, для недопущения проникновения воды под кровлю на участках прохода.

Самая, пожалуй, несложная многощипцовая стропильная конструкция с выносом смотрового окна представлена на схеме. Однако, нужно отметить, что более сложные варианты с наличием двух и более встроенных отделов, состоят из тех же деталей, только их потребуется большее количество.

Онлайн калькулятор расчета стропильной системы двухскатной крыши

Укажите кровельный материал:

—— Выберите материал из списка ——Шифер (волнистые асбоцементные листы): Средний профиль (11 кг/м2)Шифер (волнистые асбоцементные листы): Усиленный профиль (13 кг/м2)Волнистые целлюлозно-битумные листы (6 кг/м2)Битумная (мягкая, гибкая) черепица (15 кг/м2)Из оцинкованной жести (6,5 кг/м2)Листовая сталь (8 кг/м2)Керамическая черепица (50 кг/м2)Цементно-песчаная черепица (70 кг/м2)Металлочерепица, профнастил (5 кг/м2)Керамопласт (5,5 кг/м2)Фальцевая кровля (6 кг/м2)Полимер-песчаная черепица (25 кг/м2)Ондулин (еврошифер) (4 кг/м2)Композитная черепица (7 кг/м2)Натуральный сланец (40 кг/м2)Указать вес 1 кв метра покрытия (? кг/м2)
кг/м2

Введите параметры крыши:

Ширина основания A (см)

Длина основания D (см)

Высота подъема B (см)

Длина боковых свесов С (см)

Длина переднего и заднего свеса E (см)

Стропила:

Шаг стропил (см)

Сорт древесины для стропил (см)

123

Рабочий участок бокового стропила (не обязательно) (см)

Расчёт обрешётки:

Ширина доски обрешётки (см)

Толщина доски обрешётки (см)

Расстояние между досками обрешётки F (см)

Расчёт снеговой нагрузки:

Выберите ваш регион

1 (80/56 кг/м2)2 (120/84 кг/м2)3 (180/126 кг/м2)4 (240/168 кг/м2)5 (320/224 кг/м2)6 (400/280 кг/м2)7 (480/336 кг/м2)8 (560/392 кг/м2)

Расчёт ветровой нагрузки:

Регион

IaIIIIIIIVVVIVII

Высота до конька здания

5 мот 5 м до 10 мот 10 м

Тип местности

Открытая местностьЗакрытая местностьГородские районы

Рассчитать

Результаты расчетов

Крыша:

Угол наклона крыши: градусов.
Угол наклона подходит для данного материала.
Угол наклона для данного материала желательно увеличить!
Угол наклона для данного материала желательно уменьшить!

Площадь поверхности крыши: м2.
Примерный вес кровельного материала: кг.
Количество рулонов изоляционного материала с нахлестом 10% (1×15 м): рулонов.

Стропила:

Нагрузка на стропильную систему: кг/м2.
Длина стропил: см.
Количество стропил: шт.

Обрешетка:

Количество рядов обрешетки (для всей крыши): рядов.
Равномерное расстояние между досками обрешетки: см.
Количество досок обрешетки стандартной длиной 6 метров: шт.
Объем досок обрешетки: м3.
Примерный вес досок обрешетки: кг.

Как работать с этим калькулятором кровли?

Указать материал кровли крыши. Калькулятор позволяет сделать любой выбор из обширного списка материалов кровли. Это может быть шифер, битумная черепица, оцинковка, керамическая черепица, металлочерепица, ондулин и т. п.
Далее необходимо ввести параметры геометрии крыши — длину, высоту и т.д.
Определиться с шагом стропил.
Ввести данные по параметрам обрешетки.
Указать преобладающую в данном регионе снеговую и обязательно ветровую нагрузку.

По этим данным онлайн калькулятор моментально произведет расчет двускатной крыши с учетом стропильной системы.

Какие конкретно данные получаются на выходе калькулятора?

Рекомендуемый угол наклона крыши (с учетом выбранного материала кровли).
Площадь ее поверхности.
Вес и количество рулонов материала кровли.
Параметры стропильной системы — длину стропил и их количество.
Количество рядов обрешетки.
Расстояние между ними.
Объем пиломатериалов и вес досок (брусков) обрешетки.

Важно! Как быть, если стоит необходимость рассчитать двухскатную крышу, имеющую различные углы наклона кровли? В таком случае рекомендуется сделать 2 расчета. Каждый придется произвести как для односкатной крыши

Такой строительный калькулятор также имеется в этой рубрике.

С необходимостью произвести расчет площади кровли двухскатной (или любой иной) крыши неизбежно сталкивается на начальном этапе строительства любой частный застройщик. При помощи предложенного онлайн калькулятора рассчитать и получить все необходимые данные можно легко и быстро.

Углы наклона двухскатной крыши, геометрию стропильной системы, а также количество и вес стройматериалов — все эти сведения вычисляются мгновенно предложенным калькулятором.

Можно ли считать выданные этим онлайн калькулятором результаты стопроцентно точными? Нет. Они даются для ориентировки.

Ибо в каждом регионе возможны некоторые отклонения и особенности (климатические, финансовые и пр.).

Определение нагрузок на крышу в целом и стропила в отдельности

Итак, мы определили, что, помимо других конструктивных факторов, на стропильную систему крыши одновременно действует целая совокупность нагрузок: вес обрешетки, шапка из снега, давление ветра. После того, как вы сложите все нагрузки вместе, обязательно умножьте их на коэффициент 1,1. Необходимо делать расчет на разрушение, т.е. на полную нагрузку, которая действует на крыше, плюс небольшой запас. Так вы сможете заложить дополнительную 10% прочность на случай непредвиденных обстоятельств.

Теперь остается только разделить общую нагрузку на планируемое количество стропил и выяснить, справится ли каждое из них со своей задачей. Если кажется, что конструкция будет хилой – смело добавьте 1-2 стропила в общее количество, и вы будете спокойны за свой дом.

Стандартная конструкция крыши – это стропила, решетчатые прогоны, и каждый из этих элементов срабатывает только на ту нагрузку, которая давит именно на него, а не на всю крышу в целом. Т.е. на каждое отдельно взятое стропило действует своя нагрузка: общая, но поделенная на количество стропильных ног. Поэтому изменением шага стропил вы изменяете площадь и силу нагрузки – уменьшая ее или увеличивая. Если же менять шаг стропил вам неудобно, поработайте с параметрами сечения стропильных ног, и общая несущая способность крыши увеличится в разы:

При этом расчете старайтесь добиться, чтобы самое длинное стропило было у вас в проекте не более шести с половиной метров, в противном случае – наращивайте их по длине. Для чего это нужно? На крышах с уклоном скатов до 30 градусов стропила — так называемые «сгибаемые элементы». Т.е. они работают именно на изгиб, и к ним есть определенные требования. А возможность прогиба стропил рассчитывают по специальной формуле. Если результат превышает норму, тогда стропила увеличивают по высоте и делают новый расчет.

А вот на крыше с уклоном скатов более 30 градусов такие стропила будут считаться «сгибаемо-сжатыми» элементами. То есть, стропила не только немного прогибаются под весом крыши, но и сдавливаются от конька к мауэрлату. Кроме того, на растяжение необходимо проверить и ригель, который обычно сдерживает две стропильные ноги.

Как видите, с подобными расчетами справится даже далекий от строительства человек. Главное – все учесть, быть внимательным и готовым потратить немного больше времени на проектирование, чтобы потом вся работа прошла быстро и четко.

Расчёт площади кровельного покрытия

Этот расчёт сводится к определению площадей трапеции (ската) и треугольника (вальмы).

Выполним расчёт для нашего примера.

1. Площадь одной вальмы при CD = 3,52 м и AB = 8,0 м, с учётом свеса 0,5 м:

S = ((3,52 + 0,5) · (8 + 2 · 0,5)) / 2 = 18,09 м 2

2. Площадь одного ската при BL = 12 м, CF = 7,044 м, ED = 2,478 м, с учетом свесов:

S = (2,478 + 0,5) · ((12,0 + 2 · 0,5) + 7,044) / 2 = 29,85 м 2

Суммарная площадь кровельного покрытия:

S Σ = (18,09 + 29,85) · 2 = 95,88 м 2

Совет! При покупке материала учитывайте раскрой и неизбежные потери. Материал, производимый элементами большой площади, для вальмовых крыш не самый оптимальный вариант.

Важнейшая конструкция дома, оказывающая влияние на все строение в целом — является его крыша. Основные конструктивные особенности крыши зависят от многих факторов, таких как максимально допустимая нагрузка на стены, тип конструкции, вид кровельного материала и др. Вальмовая крыша стропильная система которой устроена не совсем просто, является тем не менее достаточно популярной конструкцией при строительстве. Основным её преимуществом считается, великолепная способность к самоочищению, а так же хорошей устойчивостью к сильным снегам и ветровой нагрузке.

Широкое применение в строительстве вальмовая крыша нашла благодаря своей прочной конструктивной особенности, долговечности и достаточно оригинального дизайна, имеющий красивый внешний вид. Конструкция крыши позволяет обустроить просторный жилой мансардный этаж с великолепными врезными окнами, а обтекаемая форма снижает аэродинамические нагрузки от сильных ветров.

Вальмовая крыша стропильная система состоит из четырех скатов: два из которых — боковые
(имеющую форму трапеции), и еще два — вальмовые
(в виде треугольников). Таким образом у конструкции получается две вершины, объединенные коньковым прогоном.

Основные узлы вальмовой крыши

Коньковый прогон
— основная несущая ось в верхней части крыши, которая является местом соединения всех четырех скатов. Выполняется из обрезной доски 50х200 мм.
Диагональные (накосные стропила)
— важный несущий элемент каркаса, соединяющий углы дома с конковым прогоном. Выполняется из той же доски, что и коньковый прогон.
Стропила боковой крыши
— выполняются из доски 50х200 мм. Крепится к коньковому прогону и боковым стенам строения либо мауэрлату. Основная их задача равномерно распределять боковую нагрузку на несущие стены.
Укороченные стропила (нарожники)
— доска запилинная под определенным углом, которая крепится к диагональным стропилам и вальмовой части стене дома или мауэрлату. Таким образом соединение между нарожниками и конковым прогоном отсутствует.

Важно соблюдать основные правила связки конструктивных узлов, от качества их скрепления будет зависеть надежность и прочность всей конструкции. Для этого используйте только качественный пиломатериал и «ершеные» гвозди

Вальмовая крыша стропильная система — схема соединения основных узлов конструкции

Виды вальмовых крыш

Вариантов исполнения вальмовых крыш достаточно много, помимо стандартной еще существуют: (полувальмовые голландские и датские, шатровые, а так же ломаные крыши).

Если к примеру длинна вальмового ската крыши меньше боковых, такую конструкцию называют полувальмовой (голландской). Такая конструкция с достоинством выдерживает сильные вытровые нагрузки, а благодаря резким скатам снег на ней практически никогда надолго не задерживается. Данный тип больше схож с классической , однако по своим характеристикам значительно превосходит её.

Датская полувальмовая крыша немного сложнее по исполнению. Отличие конструкции заключается в том, что вальмовая часть уже находится не снизу, а сверху вертикальный фронтон, который можно заменить красивой рамой со стеклом.

Строениям со стенами одинаковой длинны (квадратными), великолепно подходит шатровая крыша. В отличие от вальмовой у которой имеется коньковый прогон, шатровая такового не имеет. Конструкция выглядит следующим образом, четыре абсолютно одинаковых ската крыши, сходятся в одной верхней точке. образуя тем самым пирамидальную геометрическую фигуру.

Ломаные крыши ввиду сложности конструкции встречаются весьма редко. Однако их вид настолько завораживает, что долгое время не можешь отвести от нее взгляд. Представляет она собой, набором множества скатов, устроенных под различными углами относительно стен. Своими руками, не имея за спиной достаточного опыта, такую крышу изготовить весьма проблематично, поэтому лучше это дело доверить профессиональным кровельщикам.

Схема для демонстрации принципа расчета трехщипцовой стропильной системы

Многие из расчетов, в принципе, повторяют проектирование двускатной или вальмовой крыши. И для подобных вычислений на нашем портале уже имеются удобные калькуляторы – на них будут даны необходимые ссылки. Калькуляторы будут открываться в отдельных окнах браузера, так что это не помешает при дальнейшем ознакомлении с настоящей статьей. Все калькуляторы сопровождаются подробной инструкцией по их использованию.

Первым делом обычно рассчитывают высоту конька., в зависимости от ширина здания. или пристройки (по фронтонной стене) и угла ската кровли. . Или же решается обратная задача – при известной планируемой высоте крыши в коньке необходимо определиться с углом крутизны скатов (это потребуется для некоторых дальнейших расчетов).

Очевидно, что если высота конька у обоих отделов крыши равная, и ширина здания и пристройки – различается, то это отразится и на величине угла ската, и на длине стропильных ног.

Ссылка для открытия калькулятора расчета высоты конька или угла крутизны кровли

Следующим шагом можно рассчитать длину основных стропильных ног, отдельно для основного здания и для пристройки. При этом пока рассчитывается «рабочая» длина стропил, то есть от конька до мауэрлата.

Ссылка для открытия калькулятора расчета длины стропильных ног

Некоторые особенности имеет расчет длины накосной стропильной ноги, становящейся ендовой – внутренним углом между двумя отделами крыши.

Особенности расчёта нагрузки

Нагрузка на стропила подразделяется на постоянную, переменную и особую. Первая – статичная: влияние оказывают общий вес крыши, включая обрешётку и утеплитель, конструкцию и разновидность кровельного настила, крепёж и водосборный сток по периметру здания. Усреднённое значение – порядка 50 кг/м2. Вторая – действие ветра и осадков, здесь рассчитывается парусность и сила тяжести дождевой воды, снега или града. Третья – землетрясение: какой бы магнитуды оно ни оказалось, тряска как минимум до нескольких баллов по шкале Рихтера не должна разворотить крышу, стены и фундамент строения. Облегчая задачу общего подсчёта нагруженности при всех этих дестабилизирующих факторах, к статичной и погодной нагрузке легко прибавить, скажем, 10-30% добавочного запаса прочности. Для большинства стройматериалов нагрузка не должна превышать 50 кг/м2.

Так, для снега – при северной застройке, где его выпадает довольно много – дополнительная нагрузка достигает 320 кг/м2, по СНиПу. Это число значительно увеличивается и для ветровой нагрузки – предположим, крышу замело 30-сантиметровым слоем, снег слежался и уплотнился до 10-15 см, после чего поднялся ураган. Коэффициент ветронагрузки также указан в СНиПе №2.01.07-85. Для мансардных крыш расчёт снегонагрузки не важен – снег сдувается с крутых скатов сразу же при его выпадении; накопление его слоя происходит лишь на верхних скатах четырехскатной крыши.

Особого подхода требуют так называемые вальмовые крыши. В такой конструкции две основные – фронтальная и задняя части – равны и имеют вид трапеций, характеризуются меньшим углом наклона, например, не более 30 градусов. Боковые – треугольные – по сравнению с основными задраны на больший угол, к примеру, 45 градусов, и также равны между собой. Вторые, в отличие от первых, не учитывают снеговую нагрузку – с них снег тут же скатывается. Первые же частично рассчитаны на возможность наслоения снега, но при сильных снегопадах и штормовом ветре при накоплении снега в высоту более 20-25 см образуется явление, похожее на сход лавин. Нагрузка обретает динамичный характер, как в случае с градом или ливнем.

У полувальмовой крыши боковые скаты не доходят до уровня основных, а лишь частично покрывают этот уклон за счёт достройки боковых стен до отметки залегания первых. Здесь расчёт под давление снега корректируется исходя из угла наклона каждой из сторон. Если крыша двускатная или вальмовая, с приподнятой затяжкой (вторичная поперечная балка), то эта стяжка, подобно усиливающему треугольнику, не повысит заметно прочность стропил, так как давление одной из них компенсируется за счёт другой, противолежащей.

Расчёт нагрузки на стропила двускатной крыши

Для постройки наклонной кровли необходим несущий прочный каркас, к которому будут крепиться все остальные элементы. При разработке проекта выполняется расчёт требуемой длины и площади поперечного сечения стропильного бруса и других частей стропильной системы, на которые будут действовать переменная и постоянная нагрузки.

Для расчёта системы нужно учитывать особенности местного климата

Нагрузки, которые действуют постоянно:

масса всех элементов конструкции крыши, таких, как кровельный материал, обрешётка, гидроизоляция, теплоизоляция, внутренняя обшивка чердака или мансарды;
масса оборудования и различных предметов, которые крепятся стропилам внутри чердака или мансарды.

Переменные нагрузки:

нагрузка, создаваемая ветром и выпавшими осадками;
масса работника, который выполняет ремонт или очистку.

К переменным нагрузкам также относятся сейсмическая нагрузка и другие виды особых нагрузок, которые предъявляют дополнительные требования к конструкции кровли.

От ветровой нагрузки зависит угол наклона ската

В большинстве областей Российской Федерации остро стоит проблема снеговой нагрузки — стропильная система должна воспринимать выпавшую массу снега без деформации конструкции (требование наиболее актуально к односкатным крышам). При уменьшении угла наклона крыши снеговая нагрузка возрастает. Обустройство односкатной крыши с близким к нулевому углом наклона требует установку стропил, имеющих большую площадь поперечного сечения, с маленьким шагом. Также постоянно потребуется выполнять её очистку. Это относится и к крышам с углом наклона до 25о.

Снеговая нагрузка рассчитывается по формуле: S = Sg × µ, где:

Sg — масса снегового покрова на плоской горизонтальной поверхности размером 1 м2. Значение определяется согласно таблицам в СНиП «Стропильные системы» исходя из требуемой местности, в которой ведётся строительство;
µ — коэффициент, учитывающий угол наклона ската кровли.

При угле наклона до 25 значение коэффициента составляет 1,0, от 25о до 60о — 0,7, свыше 60о — значение снеговых нагрузок в расчётах не участвует.

Количество осадков влияет на расчёт крыши

Ветровая нагрузка рассчитывается по формуле: W = Wo × k, где:

Wo — величина ветровой нагрузки, определяемая согласно табличным значениям, учитывая характер местности, где ведётся строительство;
k — коэффициент, который учитывает высоту постройки и характер местности.

При высоте постройки, равной 5 м, значение коэффициентов составляет kА=0,75 и kБ=0,85, 10 м — kА=1 и kБ=0,65, 20 м — kА=1,25 и kБ=0,85.

Калькулятор стропил — какие функции выполняет?

Что такое калькулятор стропил, почему о таких программных сервисах сегодня много говорят. Особенно те, кто занимается строительством собственного дома. Калькулятор онлайн — отличная возможность самостоятельно без привлечения специалистов рассчитать, к примеру, длину стропильных ног, их сечение и другие параметры кровельной конструкции.

Содержание

Калькулятор стропил — что это?
Какие критерии учитываются при расчёте стропил
1. Переменные нагрузки
Касаемо онлайн-калькуляторов
1. Профессиональные
2. Калькулятор стропил для обычных пользователей
Заключение

Калькулятор стропил — что это?

Стропильная система крыши при кажущейся простоте конструкции является сооружением сложным. И правильно произведённые расчёт стропил, здесь имеется в виду не только расчёт их количества, но и скорее, длины и размеров сечения, наиважнейшая операция, требующая определённых знаний. Хотя сегодня многое упростилось. Например, на многих интернет-порталах строительного назначения владельцы выставляют онлайн-калькуляторы, один из которых – калькулятор расчёта стропил. Программные обеспечения позволяют при знании некоторых параметров крыши точно рассчитать количество стропил, параметры их сечения, шаг установки.

Надо добавить, калькулятор стропильной системы – нестандартная программа. Есть простые расчётные системы, есть сложные, где производится, например, расчёт шага с условием угла наклона и сечения используемых балок, вида кровельного материала. Ведь масса кровельного покрытия чаще становится основой расчётных манипуляций.

Какие критерии учитываются при расчёте стропил

Кроме массы кровельного материала на стропильную систему крыши, влияют и другие нагрузки. Рассмотрим все.

Постоянного действия. Название говорит за себя: нагрузки, действующие на стропилы все время. К ним относятся вес кровельного материала, элементы обрешётки, кровельный пирог (паро- и гидроизоляционные мембраны, утеплитель), трубы, снегозадержатели, мансардные окна и прочее.
Переменные. К этому виду относятся действия, являющиеся временными. Например, выпавший снег, вес людей, проводящие какие-то работы на крыше, ветер.
Особые. Исключительные ситуации природного действия, которые возникают редко, но их надо обязательно учитывать. К ним относятся ураганы, землетрясения, прочие природные катаклизмы. Это довольно серьёзные нагрузки, которые учитываются обязательно, если дом возводится в районах, где действуют периодически такие природные явления. Основная задача расчёта – заложить больший запас прочности для крыши.

Учесть все виды нагрузок при расчёте стропил для крыши человеку, далёкому от строительной сферы просто невозможно. Поэтому предлагаются калькуляторы расчёта стропил. Чтобы не быть голословным, покажем сложность подбора параметров нагрузки.

Например, в качестве кровельного покрытия используется ондулин. Вес его квадратного метра – 3 кг. Сюда надо добавить вес 1 м² утеплителя – минвата весит 10 кг, гидроизоляции и пароизоляции – 5 кг, обрешётка в пределах 7 кг (в зависимости от шага монтажа деревянных реек сечением 50х50 мм). Обратите внимание, что даже обрешётка выставляет определённые требования. Если вместо минеральной ваты будут применяться пенополистирольные плиты, вес которых почти в три раза меньше, соответственно показатель нагрузки уменьшится.

Это тоже важно знать: Для чего составляются акты на дымоходы

Расчёт стропил – совокупность большого количества факторов. Постоянные нагрузки (суммарное значение) обязательно подгоняются с учётом поправочного коэффициента, равного 1,1.

Переменные нагрузки

Что касается нагрузок переменных, то здесь проблем ещё больше.

Снеговые зависят от толщины покрова. Для расчёта берётся максимальный показатель. Это значение в свободном доступе нет, гидромецентр выдаст только усреднённый вариант. Поэтому придётся опять использовать поправочные коэффициенты, которые в разных регионах различные. Его значение зависит от угла наклона кровли, соответственно и самой стропильной системы. Например, угол для крыши был взять меньше 25°, то применяемый коэффициент равен «1». При наклоне в пределах 25–60°, коэффициент уменьшают до 0,7. Угол превышает 60°, поправку можно вообще не учитывать.
Ветровые. В каждом регионе есть своя карта ветров, поэтому расчёт придётся делать с учётом местных показателей. Здесь, как со снеговыми нагрузками, используются свои поправочные коэффициенты. Расчёт проводится на основе угла наклона стропильной системы. Чем больше угол, тем выше поправка. То есть, взаимосвязь в этом случае обратно противоположная, что не скажешь при действии снега, где связь прямо пропорциональная.

Касаемо онлайн-калькуляторов

Как упоминалось выше, существует большое количество калькуляторов, которые делятся на две группы:

для профессионалов;
для обычных пользователей.

Профессиональные

К первой категории относятся сложные программы, для пользования которыми надо пройти обучение. Для получения более точного результата придётся вносить в него большое количество точных данных. Сразу обозначим, что такие калькуляторы для стропил являются платными. Хотите ими воспользоваться, придётся заплатить.

Поэтому для обычных потребителей были разработаны простейшие программы расчёта стропил, находящиеся в свободном доступе, они бесплатные. Пользоваться ими можно в онлайн-режиме, можно скачать себе на компьютер. Для проведения расчётов не требуется большое количество вводных данных. Обычно это размеры крыши, угол её наклона, вид, количество скатов и прочие значения, которые легко можно или замерить, или найти в проекте здания.

Калькулятор стропил для обычных пользователей

Понятно, что калькуляторные программы простейшего вида не дают высокой точности конечного результата. В этом плане профессиональные системы лучше, но они сложны. Обычным обывателям с ними не совладать. Практика показывает, что сегодня чаще потребители обращаются к калькуляторам простым, не желая платить за производимые расчёты. Поэтому на строительных порталах, выложенные программы усовершенствуются. Но даже простейшие из них позволяют сделать расчёт самостоятельно. Погрешностей не избежать, они не столь значительны, особенно если возводится здание невысокое – в пределах 2–3 этажа.

Это тоже важно знать: Расчет кровли крыши – вручную и специальными программами

Сложности иногда встречаются, это относится к таким крышам, как шатровая или вальмовая. Во всех калькуляторах шатровая конструкция рассчитывается, если сооружается классическим способом – над домом квадратного периметра. Вальмовая должна иметь одинаковую крутизну боковых и вальмовых скатов. Если в конструкции дома эти оговорки не присутствуют, то калькулятор выдаст конечный результат с увеличенной погрешностью.

Необходимо добавить, онлайн-калькуляторы обычно определяют длину стропил от конька до мауэрлата. Если стоит задача рассчитать длину со свесом крыши, то придётся воспользоваться другой программой, более точной и профессиональной. Есть калькуляторы с простой программой отдельного типа где производится расчёт удлинённой части. Получается, чтобы точно провести расчётные выкладки, используя калькуляторы в интернете, нужно нередко пользоваться разными программами. Это затрудняет расчётный процесс. Поэтому многие потребители просто берут любую программу, производят в ней требуемые манипуляции с вводными данными, получают необходимый результат, добавляют к нему 10%. Проблема этим решается.

Заключение

Учитывая вышесказанное, добавим, что калькуляторы расчёта стропил – оптимальный вариант, простой, быстрый, не требующий сложных знаний. Воспользовавшись ими, решается задача, поставленная конструкцией крыши.

Расчет стропильной системы двухскатной крыши

Другое название двускатной разновидности крыши – щипцовая.

Она имеет две одинаковых наклонных поверхности. Конструкция каркаса крыши представлена стропильной системой.

При этом опирающиеся друг к дружке пары стропил объединяются обрешеткой. В торцах образуются треугольные стенки, или по-другому щипцы.

Двускатную крышу достаточно просто сделать своими руками.

При этом очень важным моментом для монтажа является правильный расчет необходимых параметров.

Расчет двускатной крыши можно произвести с помощью нашего онлайн калькулятора.

Устройство крыши

Главным элементом мансардной крыши является стропильная система. Это своего рода каркасное сооружение, которое берет на себя нагрузку от кровли, служит основанием перекрытий и обеспечивает необходимую форму крыши. О дизайне мансарды вы можете прочитать здесь.

В стропильной системе мансарды имеются следующие элементы:

Мауэрлат. Этот элемент служит основанием для всей конструкции кровли, прикрепляется по периметру стен сверху.
Стропила. Доски определенного размера, которые прикрепляются под необходимым углом и имею опору в мауэрлат.
Конек. Это обозначения места схождения стропил в верхней части.
Ригели. Располагаются в горизонтальной плоскости между стропилами. Служат элементом сцепления конструкции.
Стойки. Опоры, которые располагают в вертикальном положении под коньком. С их помощью нагрузка передается на несущие стены.
Подкос. Элементы, располагающиеся под углом к стропилам для отвода нагрузки.
Лежень. Аналогичен мауэрлату, только располагается на внутреннем несущем перекрытии.
Схватка. Брусок, расположенный вертикально между опорами.
Обрешетка. Конструкция для установки кровли.

Проектировка основы

Все особенности и параметры конструкции напрямую зависят от стропильного каркаса. В большинстве случаев он возводится по одной из двух традиционных систем:

Наслонная. Стропилины имеют две точки опоры: мауэрлат/балки перекрытия в нижней части и прогонная балка (конёк) в вершине. Последний элемент в свою очередь поддерживается внутренней несущей стеной или же специальной опорной системой (к примеру, ряд колонн), которую сооружают ещё до начала возведения крыши. Чаще всего наслонная система используется для крупных домов.
Висячая. Нижняя часть каркаса всё также держится на мауэрлате или на балках перекрытия. Однако в вершине стропилины упираются не в конёк, а исключительно друг на друга. В итоге распирающая нагрузка не передаётся на стены дома (в отличие от первого случая). Однако отсутствие конька также предопределяет важный нюанс: такая тип подойдёт только малым зданиям с небольшими пролётами.

Результаты расчетов

Крыша:

Угол наклона крыши: 0 градусов.

Угол наклона подходит для данного материала.

Угол наклона для данного материала желательно увеличить!

Угол наклона для данного материала желательно уменьшить!

Площадь поверхности крыши: 0 м2.

Примерный вес кровельного материала: 0 кг.

Количество рулонов изоляционного материала с нахлестом 10% (1×15 м): 0 рулонов.

Стропила:

Нагрузка на стропильную систему: 0 кг/м2.

Длина стропил: 0 см.

Количество стропил: 0 шт.

Обрешетка:

Количество рядов обрешетки (для всей крыши): 0 рядов.

Равномерное расстояние между досками обрешетки: 0 см.

Количество досок обрешетки стандартной длиной 6 метров: 0 шт.

Объем досок обрешетки: 0 м3.

Примерный вес досок обрешетки: 0 кг.

Регион снеговой нагрузки

Описание полей калькулятора

Особенности чертежей двухскатной крыши

Для того чтобы получить общую высоту конструкции, необходимо сложить высоту стен, мауэрлата, стропильной системы, обрешетки, контробрешетки и кровельного материала.

Порядок расчета двухскатной крыши

Шаг 1. Выберите наиболее удобные единицы измерения – мм, см, м, дюймы, футы.
Шаг 2. Выберите способ отрисовки чертежей – цветные, черно-белые.
Шаг 3. Укажите тип кровельного материала – жесткий, мягкий (влияет на тип обрешетки – разреженная или сплошная, соответственно).
Шаг 4. Введите параметры крыши – высота (от мауэрлата до вершины стропильной системы), свес карнизный, свес фронтонный (выпуск).
Шаг 5 (опционально). Устанавливать ли дополнительно стропила на краю кровли, с внешней стороны стены.
Шаг 6. Заполните поля с параметрами дома – длина, ширина, высота, толщина стены.
Шаг 7. Параметры бруса для мауэрлата – ширина, толщина.
Шаг 8. Расчет стропильной системы – величина горизонтального запила под мауэрлат, ширина и толщина стропильной доски, расстояние между элементами (рекомендации ниже).
Шаг 9. Введите характеристики гидроизоляции – ширина и длина материала, величина нахлеста сверху и сбоку.
Шаг 10. Укажите толщину контробрешетки в горизонтальной проекции (в вертикальной всегда 5 см).
Шаг 11 (опционально). Укажите параметры разреженной обрешетки (в случае выбора жесткой кровли) – ширина и толщина доски, расстояние между элементами.
Шаг 12 (опционально). Укажите параметры сплошной обрешетки (в случае выбора мягкой кровли) – ширина, длина, толщина листа ОСП.
Шаг 13. Характеристики кровельных листов – ширина и длина материала, величина нахлеста сверху и сбоку.
Шаг 14. Проверка введённых значений и начало расчета двухскатной крыши с помощью кнопки «Рассчитать».

После выполнения расчета, на вкладке «Вид в 3D» вы можете ознакомиться с трехмерной моделью конструкции, построенной в точности по заданным параметрам. Также для подписчиков доступен дополнительный инструмент – 3D-линейка.

Расчет параметров стропил

Отталкиваться в данном случае нужно от шага, который выбирается с учетом конструкции крыши индивидуально. На этот параметр влияет выбранный кровельный материал и общий вес крыши.

Варьировать такой показатель может от 60 до 100 см.

Чтобы вычислить количество стропил необходимо:

Узнать длину ската;
Разделить на выбранный параметр шага;
К результату прибавить 1;
Для второго ската, показатель умножить на два.

Следующий параметр для определения — это длина стропил. Для этого нужно вспомнить теорему Пифагора, по ней проводится данный расчет. Для формулы необходимы такие данные:

Высота крыши. Эту величину выбирает каждый индивидуально в зависимости от необходимости обустраивать жилое помещение под крышей. Например, такая величина будет равняться 2 м.
Следующая величина – это половина от ширины дома, в данном случае – 3м.
Величина, которую необходимо узнать – это гипотенуза треугольника. Высчитав этот параметр, отталкиваясь от данных для примера, получается 3, 6 м.

Важно: к полученному результату длины стропил, следует прибавить 50-70 см с расчетом на запил.

Кроме того, следует определить какой ширины выбирать стропила для монтажа.

Стропила можно изготовить своими руками, как это сделать, вы можете прочитать здесь.

Для такого параметра нужно учитывать:

Вычисления высоты

Расчет высоты фронтона – важнейший этап составления проекта крыши. От этого параметра зависит внешний вид, функциональность дома. В ходе вычислений учитывают 2 фактора:

Конструкция крыши. В первую очередь высота и площадь фронтона дома зависит от угла наклона и длины скатов. Зная эти параметры, легко выполнить расчет для треугольной стены, взяв в руки калькулятор. Для этого длину торцевой стены, поделенную надвое, умножают на тангенс угла, образованного скатом и основанием кровли.

Зависимость площади мансарды от высоты крыши
Характер использования. Второй фактор, оказывающий влияние на высоту фронтона – то, как будет использоваться подкровельное помещение. Если крыша относится к мансардному типу, то есть будет использоваться как жилое помещение, расстояние от перекрытия до конька должно составлять 2,5-3 м. Для чердака достаточно высоты конька 1,4-1,8 м.

Расчет высоты двухскатной крыши

Обратите внимание! От высоты фронтона зависит гармонично выглядит крыша или нет. Если этот параметр превышает высоту дома от земли до последнего венца, крыша занимает подавляющее положение. В обратном случае, когда расстояние от карниза до конька слишком маленькое, строение выглядит приземисто. Чтобы добиться оптимального результата, следует соблюдать пропорцию 1:1. Используя программу-калькулятор, удостоверьтесь, что дом с рассчитанной им крышей выглядит гармонично.

«Золотые» пропорции в проектировании крыши дома

Определение угла наклона

Можно для такого расчета исходить из материала кровли, который будет использоваться в дальнейшем, ведь у каждого из материалов имеются свои требования:

Для шифера размер угла ската должен быть более 22 градусов. Если угол будет меньше, то это сулит попаданием воды в зазоры;
Для металлочерепицы такой параметр должен превышать 14 градусов, в ином случае листы материала могут быть сорваны веером;
Для профнастила угол может быть не меньше, чем 12 градусов;
Для битумной черепицы такой показатель должен равняться не более чем 15 градусов. Если угол будет превышать такой показатель, то есть вероятность сползания материала с кровли во время жаркой погоды, т. к. прикрепление материала проводят на мастику;
Для материалов рулонного типа, вариации значения угла могут быть в пределах от 3 до 25 градусов. Этот показатель зависит от числа слоев материала. Большее количество слоев позволяет сделать угол наклона ската большим.

Стоит понимать, что чем больше угол ската, тем больше площади свободного пространства под крышей, однако и материала требуется для такой конструкции больше, а, соответственно и затрат.

Более подробно про оптимальный угол наклона вы можете прочитать здесь.

Важно: минимально допустимое значение угла ската равно 5 градусов.

Формула для расчета угла ската проста и очевидна, учитывая, что изначально имеются параметры ширины дома и высоты конька. Представив в разрезе треугольник, можно подставлять данные и проводить вычисления, пользуясь таблицами Брадиса или калькулятором инженерного типа.

Нужно вычислить тангенс острого угла в треугольнике. В данном случае он будет равен 34 градусам.

Формула: tg β = Нк / (Lосн/2) = 2/3 = 0,667

Определение угла наклона крыши

Вычисляем ширину

Определившись с типом стропильного каркаса, настаёт пора рассчитать ширину будущей крыши:

Если монтаж стропил производится на балки перекрытия, то именно они предопределяют габариты всей конструкции.
Устанавливая каркас на мауэрлат, ширину крыши будет составлять сумма трёх параметров: ширина самой коробки дома и две проекции ширины карниза.

Ширина свесов главным образом зависит от материала покрытия крыши:

Для шиферной кровли рекомендуемая ширина карниза – не более 10 см;
Для битумной черепицы следует придерживаться интервала в 30-40 см;
Подходящая ширина карниза для кровли из металлочерепицы – 40-50 см;
Если применяется профлист, то максимальная ширина свеса должна составлять не более 50 см;
Керамическая черепица позволяет установить карниз до 60 см в ширину.

Существует особый нюанс для домов, стены которых возведены из брёвен и брусьев. Подобные материалы требуют усиленной защиты от косых дождей. Для этого карниз необходимо дополнительно увеличивать на 10-15 см.

Расчет нагрузок на стропильную систему

Прежде, чем приступать к данному разделу расчетов, нужно рассмотреть всевозможные нагрузки на стропила. Стропильная система бывает разных видов, что так же влияет на нагрузку. Виды нагрузок:

Виды нагрузки:

Постоянный. Этот вид нагрузки ощутим стропилами постоянно, его оказывает конструкция кровли, материал, обрешетка, утеплительный материал, пленки и другие мелкие элементы системы. Средняя величина такого параметра равна 40-45 кг/м2.
Переменный. Этот вид нагрузки зависит от климата и зоны расположения строения, поскольку его составляют осадки в данном регионе.
Особый. Этот параметр актуален в том случае, если место расположения дома – это сейсмически активная зона. Но в большей части случаев хватает добавочной прочности.

Важно: лучше всего при расчете прочности сделать запас, для этого к полученной величине прибавляется 10%. Также стоит взять во внимание рекомендацию о том, что 1 м2 не должен брать на себя вес, больше 50 кг.

Очень важно учесть и нагрузку, оказываемую ветром. Показатели этой величины можно взять из СНиПа в разделе «Нагрузки и воздействия».

Чтобы рассчитать нагрузку, производимую снегом, нужно:

Узнать параметр веса снега. Варьирует в основном такой показатель от 80 до 320 кг/м2.;
Умножить на коэффициент, который необходим для учета ветрового давления и аэродинамических свойств. Данная величина указана в таблице СНиП и применяется индивидуально. Источник СНиП 2.01.07-85.

ВНИМАНИЕ!

Если угол наклона ската больше 45 градусов, то расчет снеговой нагрузки не проводят, поскольку такой скат обеспечит сползание снега.

Ветровая нагрузка

Калькулятор расчета площади фронтона

При планировании фасадной отделки нередко приходится сталкиваться с необходимостью отдельного расчета площади фронтона, который также будет облицовываться тем или иным материалом. Казалось бы – ничего сложного, но бывает, что школьные познания со временем забываются, и приходится вспоминать забытые формулы.

Калькулятор расчета площади фронтона

Наш калькулятор расчета площади фронтона позволит выполнить эти вычисления быстро и точно. Чаще всего фронтоны имеют треугольную или трапециевидную форму, или же представляют собой сочетание их этих фигур. Все необходимые геометрические соотношения уже заложены в программу расчета.

Калькулятор расчета площади фронтона

Несколько пояснений по проведению расчета

Если фронтон представлен собой треугольник или трапецию – то можно сразу переходить к расчетам после снятия размеров. Кроме того, в программе заложена возможность исключить из общей площади те участки, которые не будут отделываться – например, окна или мансардные двери.
В том случае, когда форма фронтона более сложная (например, при ломаной или мансардной крыше с различными углами уклона скатов), придется разбить прямо линией (линиями) эту фигуру на две (или больше) более простых, и произвести расчет площади для каждой из них с последующим суммированием.

Пример разделения общей площади фронтона на две более простые фигуры: 1 – трапеция, 2 — треугольник

Количество кровли

Количество материала для кровли вычисляется очень просто, учитывая, что все параметры для расчетов были получены в процессе.

Рассматривая вычисления на том же примере, следует вычислить общую площадь крыши.

После этого можно узнать количество листов металлочерепицы (в данном примере), которые потребуется закупить для строительства.

Для этого необходимо получившееся значение площади крыши разделить на площадь одного листа металлочерепицы.

Как рассчитать площадь двускатной крыши:

Длина крыши в данном примере равна 10м. Чтобы узнать такой параметр, необходимо замерить длину конька;
Длина стропила была вычислена и равняется 3,6м (+0,5-0,7м.) ;
Исходя из этого, площадь одного ската будет равна – 41 м2. Общее значение площади – 82 м2, т.е. площадь одного ската, умноженная на 2.

Важно: не забывать про припуски для козырьков крыши в 0,5-0,7 м.

Кровельный набор

используем в работе онлайн калькулятор © Геостарт

Рубрика: Разные статьи

Стропильная система – «скелет» любой кровельной конструкции. От правильности его изготовления и установки напрямую зависит надежность, качество и долговечность сделанной крыши. При желании с обустройством стропильной системы можно справиться самостоятельно. Хотите узнать как? Изучите следующее руководство!

Разновидности стропильных систем

Существуют наслонные и висячие стропильные системы. По статистике чаще всего применяются конструкции наслонного типа. При обустройстве такой системы стропила упираются в мауэрлат. Функцию центральной части выполняет простой коньковый прогон. Для увеличения прочности системы монтируются поддерживающие балки.

В случае же с висячими стропилами конструкция системы комплектуется дополнительными стойками, способствующими оптимальному распределению нагрузки по всей площади кровельной конструкции.

Изготовление и монтаж стропил обеих разновидностей осуществляется в аналогичной последовательности, но с учетом перечисленных выше особенностей и различий.

Видео — Стропильная система

Конструкция стропильной системы

Любая стропильная система состоит из таких основных компонентов:

стропильные ноги. Монтируются параллельно по отношению к скатам. Предотвращают прогиб кровельной конструкции;
прогон. Представляет собой поперечный брус, устанавливаемый продольно сверху;
лежни и стойки – поддерживают прогоны стропильной конструкции;
подкосы – компоненты подстропильной фермы, благодаря которым обеспечивается дополнительная устойчивость стропил.

Для расчёта используйте калькулятор расчета длины стропильных ног.

Из чего делать стропила?

Чаще всего стропила изготавливаются из хвойной древесины. Это сравнительно недорогой, достаточно прочный и простой в обработке материал

В случае самостоятельного изготовления стропил лучше всего использовать брус сечением 10х10 либо 15х15 см.

Также при выборе древесины нужно обращать внимание на ее влажность. Максимально допустимый показатель – 20%. При более высоких значениях материал даст усадку, что приведет к нарушению конфигурации всей кровельной системы.

Цены на различные виды бруса

~~Брус~~

Видео — Ошибки строительства крыши

Предварительные расчеты

Рассчитываем оптимальную длину стропил. Стандартная длина изделий фабричного изготовления составляет 450 или 600 см. При необходимости длину стропил можно изменять.

Для определения оптимального сечения бруса нужно знать следующее:

длину стропил;
шаг монтажа элементов;
расчетные показатели будущих нагрузок.

Необходимая информация приведена в следующей таблице.

Таблица 1. Выбор шага установки стропил в зависимости от их длины и сечения

Длина стропил, м	Расстояние между стропилами, см	Размер сечения бруса стропил, см

Длина стропил, м	Расстояние между стропилами, см	Размер сечения бруса стропил, см
До 3	120	8х10
До 3	180	9х10
До 4	100	8х16
До 4	140	8х18
До 4	180	9х18
До 6	100	8х20
До 6	140	10х20

Остальные элементы кровельной системы должны иметь такие сечения:

мауэрлат – 10х10 либо 15х15 см. Также допускается монтаж мауэрлата из бруса сечением 10х15 см;
диагональные стропильные ноги и ендовы – 10х20 см;
затяжки – 5х15 см;
прогоны – 10х10, 10х20 см;
подкосы – 10х10 или 15х15 см;
подшивочные доски – 2,5х10 см;
ригели – 10х15 или 10х20 см.

Зная длину и сечение стропил, а также шаг их монтажа, вы с легкостью рассчитаете нужное количество элементов, ориентируясь на длину стены строения.

Дополнительно должен быть выполнен расчет стропил на прогиб. То есть нужно узнать, насколько стропила смогут прогнуться, пока не сломаются. К примеру, при конструировании мансардной кровельной конструкции расчет фермы надо сделать так, чтобы прогиб составлял не более 1/250 от протяженности участка, который подвергается давлению.

Исходя из вышесказанного, если длина стропил равна 500 см, максимально допустимое значение прогиба составит 0,2 см. Показатель кажется несущественным, но в случае его превышения прогиб кровли будет зрительно заметен, да и на надежности конструкции это отразится не лучшим образом.

Видео — Расчет стропил своими руками

Превращаем деревянный брус в стропила

Изготавливаем шаблон, с помощью которого будет выполняться дальнейшая работа. Стропила имеют однотипную конструкцию, так что шаблон позволит вам сэкономить силы и время.

Соединяем две доски по одному краю гвоздем. В результате вы должны получить конструкцию, напоминающую ножницы.

Ставим свободные края «ножниц» на опоры в точках будущего размещения стропил. Это позволит определить уклон кровельного ската.

Берем дополнительную пару гвоздей и фиксируем угол, установленный между досками. На этом шаблон готов. Дополнительно зафиксируйте его поперечной перекладиной. Чтобы установленный угол уклона кровельного ската не менялся под воздействием нагрузок, перекладину крепите саморезами.

Будьте предельно внимательны при создании шаблона. Даже из-за малейших отклонений вся конструкция может испортиться.

Далее делаем новый шаблон для подготовки монтажных зарезов на элементах системы. Используйте фанеру толщиной 0,5 см. Для укрепления применяйте 2,5-сантиметровую доску. Размеры зарезов подбирайте с учетом сечения используемых стропил.

С помощью готовых шаблонов делаем зарезы и начинаем собирать ферму.

Видео — Стропильная система двускатной крыши

Порядок сборки фермы

Конструкция включает в себя опорные ноги и соединяющие компоненты. Ферма напоминает треугольник. Выполните работу в указанной последовательности, и готовая конструкция сможет достойно переносить все поступающие нагрузки.

Воспользуйтесь калькулятором расчёта высоты конька стропильной системы.

Ферму можно делать на земле с дальнейшим подъемом наверх либо же прямиком на крыше. Первый вариант более прост и удобен в выполнении.

Стропильную ферму собираем в следующем порядке. Сначала обрезаем заготовленный материал до нужного размера, стыкуем бруски верхними краями и скрепляем с помощью шурупов. Для предотвращения появления трещин в местах скрепления предварительно просверливаем в брусках отверстия диаметром немного меньше размера крепежных элементов.

Также для соединения стропильных ног используем ригель. Фиксацию выполняем на полметра ниже верхней точки скрепления элементов. Ригели будут способствовать повышению жесткости конструкции и исключат риск прогиба. Крепление ригеля выполняем в выемках, предварительно обустроенных в стропилах посредством вырубки.

При необходимости стропила срезаются под углом, если этого требуют особенности обустраиваемой кровельной конструкции.

Установка стропильной фермы

Установку стропильных ферм выполняем в следующей последовательности:

монтируем крайние фермы;
фиксируем центральные фермы.

При установке крайних ферм придерживаемся следующих важных правил:

основание треугольника устанавливаем на мауэрлат либо же верхний сруб в случае обустройства крыши деревянного строения;
предварительно делаем в основании несколько отверстий для его последующего скрепления со срубом;
обязательно контролируем прямолинейность установки фермы. Для этого используем отвес, закрепленный на ригеле;
основание стропильной фермы закрепляем только после подтверждения ровности его установки;
для обеспечения дополнительной устойчивости фермы закрепляем укосины от сруба к стропильной ноге. Длину подбирайте по ситуации, принципиального значения она не имеет;
прежде чем затягивать укосину шурупами, повторно убеждаемся в прямолинейности ее размещения.

После завершения монтажа крайних ферм переходим к фиксации центральной и последующих конструкций, если их размещение предусмотрено проектом. Оптимальный шаг установки ферм – 100 см.

Для закрепления центрального стропильного треугольника используем временные укосины. После того как будет установлен козырек, укосины можно убрать. Рекомендации по креплению центральных и остальных ферм такие же, как и в случае с крайними конструкциями.

После установки всех элементов конструкции приступаем к креплению обрешетки и дальнейшему обустройству кровельной системы: влаго-, тепло- и пароизолированию, а также монтажу выбранного финишного покрытия.

Удачной работы!

Цены на различные виды крепежа для стропил

~~Крепеж для стропил~~

Видео – Стропила своими руками. Односкатная крыша

Видео — Вальмовая крыша. Стропильная система

автор

Иванова Агата

Расчет односкатной крыши – Онлайн калькулятор с чертежами стропил, бесплатно!

Калькулятор односкатной крыши позволяет сделать комплексный расчет стропильной системы и кровли, а так же предоставляет комплект чертежей и 3D-проект.

Распространенное применение односкатной крыши — укрытие пристроек к дому и хозяйственных построек. Однако не стоит недооценивать данный тип. Существует множество потрясающих архитектурных проектов с односкатной крышей или комбинаций из нескольких независимых скатов. А если добавить к этому простоту и надежность конструкции, то получится достойный вариант, ничем не уступающий традиционным двухскатным крышам.

Выбрав односкатную конструкцию в качестве приоритетной, воспользуйтесь онлайн калькулятором и рекомендациями, размещенными в данном обзоре.

Полезные схемы и таблицы при работе с односкатной крышей:

Информация по назначению калькулятора

Онлайн калькулятор односкатной крыши предназначен для расчета угла наклона ската, количества и размера стропил, количества обрешетки, а так же объема необходимых материалов. В расчетах учтены все популярные кровельные материалы, такие как керамическая, цементно-песчанная, битумная и металлическая черепица, ондулин, шифер и др. Возможно производить расчет плоской крыши по заданным параметрам.

Все расчеты выполняются в соответствии с ТКП 45-5.05-146-2009 и СНиП «Нагрузки и воздействия».

Односкатная крыша является самой простой среди других типов крыш и экономичной в плане расхода материалов и работ, так как имеет всего один скат. Такой вид крыши достаточно популярен и в основном применяется для гаражей, хозяйственных построек и других не жилых помещений. Может быть как чердачной, так и бесчердачной.

Для данной крыши применимы практически все популярные виды кровельных, подкровельных материалов и утеплителей. К данному виду крыш применимы различные углы наклона ската, но чаще всего применяются малые углы. В таком случае необходимо учитывать повышенные снеговые нагрузки на кровлю и своевременно очищать ее от снега.

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, воспользовавшись формой комментариев.

От чего зависит выбор наклона ската кровли?

В стандартах СНиП указано, что крышу полагается считать плоской, если угол ее наклона находится в пределах 2-12 градусов. Для односкатной конструкции специалисты определяют минимум в 10-12 градусов. Но будет грубой ошибкой принимать эти цифры, как стандарт для абсолютно всех строений, так как разные условия могут диктовать разные показатели.

Вот, что думают об этом практикующие мастера:

Чем больше площадь крыши, тем выше должен быть рассчитанный уклон ската, так как вероятность провисания кровли под снегом увеличивается.
Угол зависит и от планируемого кровельного материала.
Например, для профнастила крутизна ската рассчитывается от 20 до 45 градусов (иногда и выше), в то время как мягкая кровля требует минимального уклона – 5-20 градусов;
На выбор угла влияет выбор типа кровли.
Существуют вентилируемые и не вентилируемые крыши. Первые проектируются для жилых домов и могут иметь максимальный угол наклона, вторые же пригодны для гаражей, террас и построек открытого типа. Угол наклона не вентилируемой крыши может быть от 2 до 10 градусов;
Обязательно учитываются такие особенности, как тип здания и размер крыши.
Например, если в жилом помещении есть внутренние несущие перегородки, то можно не поднимать односкатную крышу слишком высоко, а установить на лежни надежные стойки для поддержания веса кровли с небольшим уклоном;
И, главное! На угол уклона влияют погодные особенности региона
, в котором проходит строительство. Так, ветреные районы требуют минимального уклона, а в условиях снежных зим лучше делать скат кровли круче, чтобы снег не задерживался на крыше.

Общие сведения по результатам расчетов

1. Угол наклона крыши

— Угол наклона ската и стропил. Программа так же подскажет подходит ли данный угол для выбранного кровельного материала. Что бы увеличить или уменьшить, измените параметры ширины основания или высоты подъема.

2. Площадь поверхности крыши

— Общая площадь всей поверхности кровли, с учетом длины свеса. Соответствует количеству необходимого кровельного и подкровельного материала

3. Количество рубероида

— Количество подкровельного материала в рулонах шириной 1 метр и длиной по 15 метров, с учетом нахлеста.

4. Длина стропил

— Длина стропила от конька до основания ската

5. Минимальное сечение стропил

— Рекомендуемое сечение стропил с учетом выбранных параметров и нагрузок. По умолчанию указаны нагрузки для московского региона.

6. Количество стропил

— Общее количество стропил при заданном шаге на всю стропильную систему.

7. Количество рядов обрешетки

— Общее количество рядов обрешетки по заданным размерам на всю кровлю

8. Равномерное расстояние между досками обрешетки

— Рекомендуемое расстояние между досками обрешеток, для использования материала без подрезки.

Уклон кровли в процентах и градусах

Как определить угол наклона крыши в градусах? Наклонный угол, как и любая подобная фигура согласно геометрическим канонам, измеряется в градусах.

Но во многих документах, в том числе и СНиПах, данная величина отображается в процентах, поэтому нет строгих требований и обоснований, чтобы руководствоваться только одной единицей измерения.

Главное в этой ситуации — знать пропорции для соотношения, если вдруг понадобится перевести градусы в проценты и наоборот, к примеру, для удобства во время вычислительных действий.

В целом, коэффициент пересчета градусов на проценты колеблется с 1,7 (для 1 градуса) до 2 (для 45 градусов). В тех случаях, когда принципиально важны показатели, выраженные не целым процентом, в цифровом отображении применяют промилле — сотые доли %.

Если доверять теории, то наклонности могут достигать 60 и даже 70 градусов, но на практике это будет выглядеть не совсем целесообразно. Да и по внешнему виду впечатление «так себе», разве что Ваш дом расположен где-то в Альпах и нужно соорудить крышу, которая постоянно испытывает на себе снеговые нагрузки.

Перевод градусов в проценты

Расчет нагрузки на стропила и кровельное покрытие

Расчет нагрузок на стропила и кровлю складывается из двух слагаемых:

Постоянная нагрузка
. Это — собственный вес стропил и кровельного покрытия, утеплителя и гидроизоляции, всех элементов крыши.
Временная нагрузка
. Учитываются длительные или кратковременные усилия разной направленности, вызываемые весом снега в зимний период, воздействием ветра и т.п.

Постоянная нагрузка определяется суммированием веса всех элементов, присутствующих на крыше, причем учитывается и полезная нагрузка — вес расширительных баков, обшивки чердака, окон или иных предметов, нагружающих крышу и подкровельное пространство.

Если для постоянных нагрузок расчет не выглядит чем-то сложным, то учесть природные факторы будет сложнее. Потребуются данные о преобладающих направлениях и силе ветра, случаях ураганных шквалистых проявлений, количество снега в зимнее время, его качественные показатели — сухой снег намного легче, чем мокрый.

ОСТОРОЖНО! Для того, чтобы расчет оказался корректным, необходимо учитывать предельные состояния, поскольку именно они являются самыми опасными и разрушительными.

Расчет снеговой нагрузки

производится по формуле:

S = Sg * µ

где

Sg — вес снега на 1 кв м плоскости, выпадающий в данной местности.
µ — поправочный коэффициент, учитывающий угол наклона кровли (для плоских крыш до 25° он равен 1, для более крутых — 0,7).

При наклоне кровли от 60° и выше вес снега не учитывается.

Ветровая нагрузка

вычисляется так:

W = Wo * k

Wo — нормативный показатель силы ветра для данной местности.
k — поправочный коэффициент, учитывающий тип местности и высоту над землей.

Обе формулы показывают нагрузку на 1 кв.м., для получения полного значения надо результат умножить на площадь крыши.

Следует также понимать, что данные расчеты не всегда учитывают предельные нагрузки или частные случаи — например, скопления снега или единичные сильные порывы ветра, нетипичные для данной местности, но иногда случающиеся. Для того, чтобы иметь гарантию прочности, надо принимать нагрузку с запасом в 15% — 20% от расчетной.

Основные значения

Чтобы приступить к расчёту элементов стропильной системы, нужно собрать исходные данные. Для этого потребуется определить следующие значения:

материал несущих стен;
равенство или разница высот фасадной и задней стены;
размер периметра здания и определение длины пролёта перекрытия;
угол наклона кровли и его направление;
материал элементов стропильной системы.

Материал несущих стен

Для возведения зданий и сооружений под односкатную крышу применяют кладочный материал, такой, как:

кирпич,
шлакоблок,
природный и искусственный камень,
гипсоблоки.

Для деревянных домов и строений используют профилированный брус и брёвна. Чаще всего кладку несущих стен делают из красного или силикатного кирпича для домов, флигелей, дач и подсобных сооружений.

Равенство или разница высот фасадной и задней стены

Эти внешние ограждения здания могут быть равны или отличаться — например, фасад с более высокой стеной. Такое строение объясняется тем, что фронтон односкатной крыши может быть и отдельной конструкцией, и продолжением кладки фасада.

Например, фронтон, состоящий из стоек, обшитых досками, значительно удешевит строительство объекта, чем его замена продолжением стены.

Величина периметра здания и определение длины пролёта перекрытия

Величина периметра несущих стен влияет на расчёт длины всех стропильных элементов. Длина пролёта – это обычно расстояние между фасадной и задней стенками строящегося объекта.

Угол наклона кровли и его направление

Наклон кровли должен обеспечивать схождение снега с крыши под собственным весом при его таянии. Здание ориентируют так, чтобы скат кровли был расположен напротив основных ветровых потоков данной местности. Угол между стропилом и балкой перекрытия определяют по таблице СНиПа 2.01.07-85 с привязкой по карте места стройки.

Величину наклона кровли корректируют в большую сторону, если к этому обязывает удельный вес кровельного материала.

Минимальный угол при покрытии стропильного каркаса популярными материалами должен быть равен:

профнастил – от 100 до 200;
ондулин, черепица, асбестовый шифер – 200;
металлочерепица и фальцевая кровля – 250.

Деревянные элементы стропильной системы

В зависимости от требований расчёта выбирают вид профиля стропил. Это 4 вида деревянных изделий:

Цельный брус. Это продукт распиловки ствола дерева. Из него изготавливают стропила и подстропильные балки, стойки, ригели и раскосы.
Цельный брус способен выдерживать значительные снеговые и ветровые нагрузки.
Доски. Универсальный материал, из которого в принципе можно изготовить все элементы стропильной системы. Это стропила, стойки, балки перекрытия, а также обрешётка под кровлю и подшивка перекрытия снизу. Как стропила, доски применяют при небольших пролётах до 3-х метров включительно.
Клееный брус. Применяют в виде стропил для односкатных крыш с пролетом от 6 метров и более. Отличается высокой несущей способностью и дорогой ценой. Недостатком материала является боязнь высокого уровня влажности.
Брёвна. Ими перекрывают крышу срубов или домов из профилированного бруса. В качестве стропил используют очищенные от коры стволы деревьев ø 200 мм. Перед монтажом брёвна обрабатывают антисептиками и антипиренами.

Количество кровельного покрытия для односкатной крыши

Расчет кровельного покрытия базируется на индивидуальных характеристиках материала. Простой подсчет площади крыши в данном случае будет весьма приблизителен, так как не примется во внимание величина продольного, поперечного нахлыста, размер листа.

То есть, площадь листа кровельного материала не используется полностью, при расчете учитывается только полезная часть. У каждого типа материала она своя, определяемая размерами волны или шагом ребристости.

Кроме того, необходимо учитывать размеры козырьков или свесов, на которые тоже идет расход кровельного материала. Если нет полной уверенности в качестве самостоятельного расчета, рекомендуется использовать наш калькулятор односкатной крыши.

Шаг 3. Определяемся с требованиями к уклону

В функциональном плане односкатные крыши делят на три основных типа: вентилируемые, невентилируемые и комбинированные. Рассмотрим каждый вариант подробнее.

Вентилируемая конструкция

Такие обустраивают в строениях закрытого типа. В качестве вентиляции служат продухи и специальные пустоты между изоляционными слоями, через которые воздух, проходя, захватывает капельки влаги из утеплителя и выносит их наружу.

Если такой вентиляции не обеспечить, тогда влага будет оставаться внутри утеплителя (а она все равно в него попадает, хоть и понемногу), и утеплитель начнет отсыревать, портиться. И в итоге разрушаться будет постепенно весь кровельный пирог.

Невентилируемая конструкция

Этот тип односкатной крыши преимущественно встречается на террасах и хозпостройках. Обычно угол такой крыши находится в интервале всего 3-6°, хотя никаких ограничений к нему нет.

Вентиляция в таких крышах не нужна потому, что воздух в помещении без стен или с часто открытыми широкими дверьми (как в случае с гаражом) и сам хорошо вентилирует, унося на улицу любые водяные пары. Которых, к слову, и так почти не образовываются в подобных постройках:

Количество обрешетки для односкатной крыши

Количество обрешетки напрямую зависит от того, какое покрытие для кровли будет применяться в данном случае. Планки обрешетки должны располагаться с шагом, соответствующим размерам листа материала.

Такое соответствие очень важно, без него правильный монтаж кровельного материала будет усложнен или окажется вовсе невозможным. Поэтому для расчета количества обрешетки прежде всего надо определить ее шаг. Можно обратиться к СНиП, в которых имеется подробная и точная информация о правилах установки всех элементов кровли.

Для мягких кровельных материалов часто используется сплошная обрешетка, когда расстояние между планками составляет 2-2,5 см. В этом случае расчет обрешетки сводится к делению длины кровли на ширину планки плюс 2 см на зазор.

Более жесткие виды материала не требуют сплошной обрешетки и расчет делается исходя из расстояния между планками, применяющегося для данного вида кровли.

Более простым решением будет использование онлайн-калькуляторов, осуществляющих специализированный расчет по указанному кровельному материалу. Полученные данные следует уточнить при помощи пересчета на другом онлайн-калькуляторе.

Как рассчитывается односкатная стропильная система?

Общие принципы расчета системы

В любом раскладе односкатная система крыши представляет собой конструкцию из установленных параллельно друг другу наслонных стропильных ног. Само по себе название –«наслонные» говорит о том, что стропила опираются (наслоняются) на две жёстких точки опоры. Для удобства восприятия обратимся к несложной схеме. (Кстати, к этой же схеме будем возвращаться еще не раз – при проведении расчетом линейных и угловых параметров системы).

Базовая схема построения односкатной стропильной системы крыши

Итак, две точки опоры стропильной ноги. Одна из точек (В) расположена выше другой (А) на определенное значение превышения (h). За счет этого создается уклон ската, который выражается углом α.

Таким образом, как уже отмечалось, в основе построения системы лежит прямоугольный треугольник АВС, в котором основанием является расстояние по горизонтали между точками опоры (d) – чаще всего это длина или ширина возводимой постройки. Второй катет – превышение h. Ну а гипотенузой становится длина стропильной ноги между точками опоры – L. Угол при основании (α) определяет крутизну ската кровли.

Теперь рассмотрим основные аспекты выбора конструкции и проведения расчетов несколько подробнее.

Каким образом будет создаваться необходимый уклон ската?

Принцип расположения стропил односкатной кровли – параллельно друг другу с определенным шагом, с необходимым углом уклона ската – общий, но достигаться это может различными способами.

Необходимая крутизна установки стропил создается превышением одной стены здания относительно противоположной

Первый заключается в том, что еще на этапе разработки проекта здания высота одной стены (показано розовым) сразу закладывается с превышением h относительно противоположной (желтый цвет). Двум оставшимся стенам, идущим параллельно скату кровли, придается трапециевидная конфигурация. Способ- достаточно распространенный, и хотя несколько усложняет процесс возведения стен, зато предельно упрощает создание уже самой стропильной системы крыши — практически все для этого уже готово.
Второй способ можно, в принципе считать разновидностью первого. В этом случае речь идет о каркасном строительстве. Еще на стадии разработки проекта в него закладывается то, то вертикальные стойки каркаса с одной стороны выше на ту же величину h по сравнению с противоположной.

При строительстве здания по каркасному принципу стойки с одной стороны сразу же делаются выше – для обеспечения уклона стропил.
На представленных выше иллюстрациях и на тех, что будут размещены ниже, схемы выполнены с упрощением – не показан мауэрлат, проходящий по верхнему торцу стены, или обвязочный брус – на каркасной конструкции. Это ничего не меняет принципиально, но на практике без этого элемента, являющегося основой для монтажа стропильной системы, не обойтись.

Что такое мауэрлат и как он крепится на стены?
Основная задача этого элемента – равномерное распределение нагрузки со стропильных ног на стены здания. Правила подбора материала и самостоятельного монтажа мауэрлата на стены дома – читайте в специальной публикации нашего портала.

Следующий подход практикуется в том случае, когда стены имеют равную высоту. Превышение одной стороны стропильных ног над другой может быть обеспечено установкой вертикальных стоек необходимой высоты h.

Угол наклона кровли обеспечивается установкой под каждую стропильную ногу вертикальной стойки
Решение несложное, но конструкция получается, на первый взгляд, несколько нестабильной – у каждого из «стропильных треугольников» есть определенная степень свободы влево — вправо. Это достаточно просто устраняется креплением поперечных брусьев (досок) обрешетки и зашивкой прямоугольной фронтонной части крыши с фасадной стороны. Оставшиеся по бокам фронтонные треугольники также зашиваются деревом или другим удобным для владельца материалом.

крепление для стропил

Еще одно решение проблемы – это монтаж кровли с применением односкатных ферм. Такой способ хорош тем, что есть возможность после проведения расчетов идеально собрать и подогнать одну ферму, а затем, взяв ее в качестве шаблона, изготовить на земле необходимое количество точно таких же конструкций.

Создание стропильной системы односкатной крыши путем монтажа заранее подготовленных ферм.
Подобную технологию удобно применять в том случае, когда стропила, в силу своей большой длины, требуют определенного усиления (об этом речь пойдет чуть ниже).

«Пачка» готовых стропильных ферм для односкатной крыши – идеально подогнаны по размерам

Жесткость всей стропильной системы заложена уже в конструкции фермы — достаточно установить эти сборки на мауэрлат с определенным шагом, закрепиться на нем, и соединить затем фермы обвязкой или поперечными брусьями обрешетки.

Еще одно достоинство такого подхода –ферма выполняет и роль стропильной ноги, и балки перекрытия. Таким образом, существенно упрощается проблема термоизоляции перекрытия и подшивки потока – все для этого уже сразу будет готово.

Наконец, еще один случай – он подойдет для той ситуации, когда односкатная кровля планируется над возводимой около дома пристройки.

Вариант создания односкатной стропильной системы при возведении пристройки к дому
С одной стороны стропильные ноги опираются на стойки каркаса или же стенку возводимой пристройки. С противоположной стороны находится капитальная стена основного здания, и стропила могут опираться на зафиксированный на ней горизонтальный прогон, либо на индивидуальные крепления (кронштейны, закладные бруски и т.п.), но также выровненные по горизонтали. Линия крепления этой стороны стропильных ног также делается с превышением h.

Стропила со стороны основного здания упираются или на горизонтальный прогон, или на индивидуальные точки крепления, но обязательно выверенные по горизонтали

Обратите внимание, что несмотря на различия в подходах к монтажу односкатной системы, во всех вариантах присутствует тот же «стропильный треугольник» — это будет важно для проведения расчетов параметров будущей крыши.

В какую сторону предусмотреть скат кровли?

Казалось бы – праздный вопрос, однако, с ним необходимо определиться заранее.

В некоторых случаях, например, если крыша делается над пристройкой к дому, вариантов особых и нет – скат должен располагаться только в направлении от здания, чтобы обеспечивался свободный сток ливневой воды и талого снега.

На отдельно стоящем строении уже есть определенные возможности выбора. Конечно, мало когда рассматривается вариант, при котором стропильную систему располагают таким образом, чтобы направление ската приходилось на фасадную часть (хотя не исключено и такое решение). Чаще всего уклон организовывают назад или в одну из сторон.

Направление ската кровли можно выбрать любое – суть геометрических построений та же, и меняются только лишь исходные линейные параметры для вычислений

Вот здесь уже можно взять за критерии выбора внешнее дизайнерское оформление возводимого здания, особенности территории участка, удобство прокладки коммуникаций системы сбора ливневых вод и т.п. Но все равно следует иметь в виду определённые нюансы.

Оптимальное расположение односкатной кровли – в наветренную сторону. Это позволяет минимизировать ветровое воздействие, которое может работать с подъемным приложением вектора силы, когда скат превращается в своеобразное крыло – ветер пытается сорвать кровлю вверх. Именно для односкатных крыш это имеет важнейшее значение. При ветре же в кровлю, особенно при небольших углах крутизны скатов, значение ветрового воздействия будет минимальным.
Второй аспект выбора – это длина ската: его при прямоугольной постройке можно расположить вдоль нее или поперек. Здесь важно учесть то, что длина стропил без усиления не может быть беспредельной. Кроме того, чем длиннее пролет стропила межу точками опоры, тем толще должен быть в сечении пиломатериал, идущий на изготовление этих деталей. Эта зависимость будет пояснена чуть позднее, уже при проведении расчетов системы.

Тем не менее, практикуют правило, что свободная длина стропильной ноги обычно не должна превышать 4,5 метров. При возрастании этого параметра обязательно предусматриваются дополнительные элементы усиления конструкции. Примеры показаны на иллюстрации ниже:

По мере удлинения стропильных ног усложняется и сама конструкция системы

Так, при расстоянии между противоположными стенами от 4. 5 до 6 метров уже потребуется установка подстропильной ноги (подкоса), расположенной под углом в 45°, и упирающейся снизу на жестко закрепленный опорный брус (лежень). При расстояниях до 12 метров придется устанавливать по центру вертикальную стойку, которая должна опираться или на надежное перекрытие, или же даже на капитальную перегородку внутри здания. Стойка также упирается в лежень, а кроме того, в каждую из сторон устанавливается еще и подкос. Это тем более актуально в связи с тем, что стандартная длина пиломатериалов обычно не превышает 6 метров, и стропильную ногу придется делать составной. Так что без дополнительной опоры обойтись в любом случае не получится.

Дальнейшее увеличение длины ската приводит к еще большему усложнению системы – появляется необходимость установки нескольких вертикальных стоек, с шагом не более 6 метров, с опорой на капительные стенки, и со связыванием этих стоек схватками, с установкой тех же подкосов и на каждой стойке, и на обеих внешних стенах.

Таким образом, следует хорошо подумать, куда будет выгоднее сориентировать направление ската кровли еще и из соображений упрощения конструкции стропильной системы.

саморезы по дереву

Какой угол крутизны ската будет оптимальным?

В подавляющем большинстве случаев когда речь идет об односкатной кровле выбирается угол до 30 градусов. Это объясняется рядом причин, и самая главная из них уже упоминалась – сильная уязвимость именно односкатной конструкции к ветровой нагрузке с фасадной стороны. Понятно, что, следуя рекомендациям, направление ската ориентируют в наветренную сторону, но это вовсе не говорит о том, что ветер с другой стороны полностью исключается. Чем круче угол уклона – тем значительнее становится создающаяся подъемная сила, и тем большую нагрузку на срыв будет испытывать кровельная конструкция.

Чем круче скат односкатной крыши, тем больше она будет «ловить ветер», и тем значительнее становятся срывающие нагрузки на кровельную конструкцию

Кроме того, односкатные кровли с большим углом наклона смотрятся несколько несуразно. Конечно, это иногда используется в смелых архитектурно-дизайнерских проектах, но мы-то говорим о более «приземленных» случаях…

Слишком пологий скат, с углом уклона до 10 градусов, тоже не слишком желателен, по той причине, что резко возрастают нагрузки на стропильную систему от снежных наносов. Кроме того, с началом таяния снегов весьма вероятно появление наледи по нижнему краю ската, затрудняющей свободный сход талой воды.

Важным критерием выбора угла крутизны ската является и задуманное кровельное покрытие. Не секрет, что для различных кровельных материалов имеются определенные «рамки», то есть минимально допустимый угол уклона крыши.

Сам угол уклона ската может выражаться не только в градусах. Многим мастерам удобнее оперировать другими параметрами – пропорциями или процентами (даже в некоторых технических источниках можно встретить подобную систему измерений).

Пропорциональное исчисление – это отношение длины пролета (d) к высоте подъема ската (h). Может выражаться, например, соотношением 1:3, 1:6 и так далее.

То же соотношение, но уже в абсолютной величине и приведенное к процентам, дает несколько иное выражение. Например, 1:5 – это будет крутизна ската в 20%, 1:3 – 33,3 % и т.п.

Чтобы упростить восприятие этих нюансов, ниже размещена таблица с графиком-диаграммой, показывающей соотношение градусов и процентов. Схема полностью масштабирована, то есть по ней можно легко перевести одни величины в другие.

Красными линиями показано условное разделение кровель: до 3° – плоские, от 3 до 30° – крыши с малым уклоном, от 30 до 45° – средняя крутизна, и выше 45 – круто уклонённые скаты.

Синими стрелками и соответствующими им числовыми обозначениями (в кружках) показаны установленные нижние границы применения того или иного кровельного материала.


№	Величина уклона	Тип допустимого кровельного покрытия (минимальный уровень уклона)	Иллюстрация
1	от 0 до 2°	Совершенно плоская крыша или с углом наклона до 2°. Не менее 4 слоев рулонного битумного покрытия, нанесенного по «горячей» технологии, с обязательной верхней посыпкой из мелкофракционного гравия, утопленного в расплавленную мастику.
2	≈ 2° 1:40 или 2,5 %	То же, что и в пункте 1, но будет достаточно 3 слоев битумного материала, с обязательной посыпкой
3	≈ 3° 1:20 или 5 %	Не менее трех слоев битумного рулонного материала, но без гравийной засыпки
4	≈ 9° 1:6,6 или 15 %	При использовании рулонных битумных материалов – не менее двух слоев, наклеенных на мастику горячим способом. Допускается использование некоторых типов профнастила и металлочерепицы (по рекомендациям производителя).
5	≈ 10° 1:6 или 17%	Асбестоцементные шиферные волнистые листы усиленного профиля. Еврошифер (однулин).
6	≈ 11÷12° 1:5 или 20 %	Мягкая битумная черепица
7	≈ 14° 1:4 или 25 %	Плоский асбестоцементный шифер усиленного профиля. Профнастил и металлочерепица – практически без ограничений.
8	≈ 16° 1:3,5 или 29 %	Листовая сталь кровельная с фальцевым соединением соседних листов
9	≈ 18÷19° 1:3 или 33 %	Шифер асбестоцементный волнистый обычного профиля
10	≈ 26÷27° 1:2 или 50 %	Натуральная керамическая или цементная штучная черепица, сланцевые или композитные полимерные плитки
11	≈ 39° 1:1,25 или 80 %	Кровельное покрытие из щепы, дранки, натурального гонта. Для любителей особой экзотики –камышовая кровля

Владея подобной информацией и имея намётки на будущее кровельное покрытие, будет проще определиться с углом крутизны ската.

металлочерепица

Как задать необходимый угол ската?

Обратимся вновь к нашей базовой схеме «стропильного треугольника», размещенной выше.

Итак, чтобы задать необходимый угол уклона ската α, необходимо обеспечить возвышение одно стороны стропильной ноги на величину h. Соотношения параметров прямоугольного треугольника известны, то есть определить эту высоту – сложности не представит:

h = d × tg α

Значение тангенса – это табличная величина, которую несложно отыскать в справочной литературе или в таблицах, опубликованных в интернете. Но чтобы максимально упростить нашему читателю задачу, ниже размещен специальный калькулятор, который позволит выполнить расчеты буквально за несколько секунд.

Кроме того, калькулятор поможет решить, при необходимости, и обратную задачу – изменяя угол уклона в определенном диапазоне подобрать оптимальное значение превышения, когда именно этот критерий становится определяющим.

Калькулятор расчета превышения верхней точки установки стропильной ноги

Перейти к расчётам

Как определиться с длиной стропильной ноги?

В этом вопросе также трудностей быть не должно – по двум известным сторонам прямоугольного треугольника не составит сложности рассчитать третью, используя всем известную теорему Пифагора. В нашем случае, в приложении к базовой схеме, это соотношение будет следующим:

L² = d² + h²

или:

L = √ (d² + h²)

При расчете длины стропильных ног следует учитывать один нюанс.

При небольших длинах ската часто длину стропил увеличивают на ширину карнизного свеса – так проще будет монтировать весь этот узел впоследствии. Однако, при больших динах стропильных ног, или же в том случае, когда в силу обстоятельств приходится применять материал очень большого сечения, такой подход выглядит не всегда разумным. В такой ситуации применяют удлинение стропил с помощью специальных элементов системы – кобылок.

Два варианта: слева – стропила сами по себе формируют карнизный свес, справа – для этого наращиваются кобылки

Понятно, что в случае с односкатной кровлей карнизных свесов может быть два, то есть с обеих сторон постройки, либо один – когда крыша пристраивается к стене здания.

Ниже размещен калькулятор, который помоет быстро и точно рассчитать необходимую длину стропильной ноги для односкатной крыши. По желанию можно проводить вычисления с учетом карнизного свеса, либо без него.

Калькулятор расчета длины стропильной ноги односкатной крыши

Понятно, что если длина стропильной ноги превышает стандартные размеры имеющегося в продаже пиломатериала (обычно это 6 метров), то либо придется отказываться от формирования карнизного свеса с помощью стропил в пользу кобылок, либо прибегать к сращиванию бруса. Можно сразу оценить, в какие последствия это «выливается», чтобы принять оптимальное решение.

Как определить необходимое сечение стропил?

Дина стропильных ног (или расстояние между точками их крепления к мауэрлату) теперь известна. Найден параметр высоты поднятия одного края стропила, то есть имеется и значение угла ската будущей кровли. Теперь необходимо определиться с сечением доски или бруса, который пойдет на изготовление стропильных ног и, в связке с этим – шаги их установки.

Все перечисленные параметры тесно взаимосвязаны между собой и должны в конечном счёте соответствовать возможной нагрузке на стропильную систему, чтобы обеспечивалась прочность и стабильность всей конструкции крыши, без ее перекосов, деформации или даже обрушения.

Сечение стропильных ног и шаг их установки предопределяются прогнозируемыми нагрузками на крышу

Принципы расчета распределенной нагрузки на стропила

Все выпадающие на крышу нагрузки можно разделить на несколько категорий:

Постоянная статическая нагрузка, которая определяется массой самой стропильной системы, кровельного материала, обрешетки к нему, а при утепленных скатах – весом термоизоляции, внутренней обшивки потолка чердачного помещения и т. п. Этот суммарный показатель во многом зависит от типа используемого кровельного материала – понятно, что массивность профнастила, к примеру, не идёт ни в какое сравнение с натуральной черепицей или асбестоцементным шифером. И все же при проведении проектирования системы кровельного покрытия всегда стремятся удержать это показатель в рамках 50÷60 кг/м².
Временные нагрузки на кровлю, обусловленные влиянием внешних причин. Это безусловно, снеговая нагрузка на кровлю, особенно характерная именно для крыш с небольшой крутизной скатов. Играет свою роль ветровая нагрузка, и, хотя на малых углах уклона она не столь велика, полностью сбрасывать ее со счетов не следует. Наконец, крыша должна выдержать и вес человека, например, при проведении каких-либо ремонтных работ или при очистке кровли от снежных сугробов.
Отдельной группой стоят экстремальные нагрузки стихийного характера, вызванные, к примеру, ураганными ветрами, аномальными для данной местности снегопадами или дождями, тектоническими толчками земли и т. п. Предвидеть их – практически невозможно, но при расчетах на этот случай закладывается определенный резерв прочности элементов конструкции.

Суммарные нагрузки выражаются в килограммах на квадратный метр площади крыши. (В технической литературе часто оперируют другими величинами – килопаскалями. Перевести несложно – 1 килопаскаль приблизительно равен 100 кг/м²).

Выпадающая на крышу нагрузка распределяется по стропильным ногам. Очевидно, что чем чаще они установлены, тем меньшее давление будет приходиться на каждый погонный метр стропильной ноги. Это можно выразить следующим соотношением:

Qр = Qс × S

где:

Qр — распределенная нагрузка на погонный метр стропила, кг/м;

Qс — суммарная нагрузка на единицу площади крыши, кг/м²;

S — шаг установки стропильных ног, м.

Например, расчеты показывают, что на крышу вероятно внешне воздействие в 140 кг. при шаге установке в 1.2 м на каждый погонный метр стропильной ноги придется уже 196 кг. Но зато если установить стропила чаще, с шагом, допустим, 600 мм, то степень воздействия на эти детали конструкции резко снижается – всего 84 кг/м.

Ну а по полученному значению распределенной нагрузки уже несложно определить требуемое сечение пиломатериала, способного противостоять такому воздействию, без прогибов, кручения, переломов и т.п. Существуют специальные таблицы, одна из которых приведена ниже:

Расчетная величина удельной нагрузки на 1 погонный метр стропильной ноги, кг/м					Сечение пиломатериала для изготовления стропильных ног
75	100	125	150	175	из кругляка	из доски (бруса)
					диаметр, мм	толщина доски (бруса), мм
						40	50	60	70	80	90	100
Планируемая длина стропил между точками опоры, м						высота доски (бруса), мм
4. 5	4	3.5	3	2.5	120	180	170	160	150	140	130	120
5	4.5	4	3.5	3	140	200	190	180	170	160	150	140
5.5	5	4.5	4	3.5	160	—	210	200	190	180	170	160
6	5.5	5	4.5	4	180	—	—	220	210	200	190	180
6.5	6	5.5	5	4.5	200	—	—	—	230	220	210	200
—	6.5	6	5.5	5	220	—	—	—	—	240	230	220

Пользоваться этой таблицей – совсем несложно.

В левой ее части находят рассчитанную удельную нагрузку на стропильную ногу (при промежуточном значении берется ближайшее в большую сторону).

По найденному столбцу опускаются вниз до величины требуемой длины стропильной ноги.

В этой строке в правой части таблицы приведены необходимые параметры пиломатериала – диаметр кругляка или ширина и высота бруса (доски). Здесь можно выбрать наиболее удобный для себя вариант.

Например, расчеты дали значение нагрузки – 90 кг/м. Длина стропильной ноги между точками опоры – 5 метров. Таблица показывает, что можно применять бревно диаметром 160 мм или доску (брус) следующих сечений: 50×210; 60×200; 70×190; 80×180; 80×180; 90×170; 100×160.

Дело «за малым» – определить суммарную и распределенную нагрузку.

Существует выработанный, достаточно сложный и громоздкий алгоритм расчета. Однако, не будем в данной публикации перегружать читателя массивом формул и коэффициентов, а предложим воспользоваться специально разработанным для этих целей калькулятором. Правда, для работы с ним необходимо сделать несколько пояснений.

Снеговая нагрузка

Вся территория России разделена на несколько зон по вероятному уровню снеговой нагрузки. В калькуляторе потребуется внести номер зоны для региона, в котором проводится строительство. Найти свою зону можно на представленной ниже карте-схеме:

Распределение территории России на зоны по уровню снеговой нагрузки

На уровень снеговой нагрузки влияет угол ската кровли – эта величина нам уже известна.

Ветровая нагрузка

Изначально подход схож с тем, что и в предыдущем случае – требуется определить свою зону, но только уже по степени ветрового давления. Карта-схема размещена ниже:

Зонирование территории России по уровню ветрового давления

Для ветровой нагрузки имеет значение высота возводимой кровли. Не путать с рассматриваемым ранее параметром превышения! В данном случае интересует именно высота от уровня земли до самой высокой точки кровли.

В калькуляторе будет предложено определить зону строительства и по степени открытости участка строительства. Критерии оценки уровня открытости в калькуляторе приведены. Однако, есть нюанс.

Говорить о наличии указанных естественных или искусственных преград для ветра можно лишь в том случае, если они расположены не далее, чем на расстоянии, не более чем 30×Н, где Н – это высота возводимого дома. Значит, для оценки степени открытости для здания высотой, к примеру, 6 метров, можно учитывать только те признаки, которые расположены не далее, чем в радиусе 180 метров.

В данном калькуляторе шаг установки стропил является переменной величиной. Такой подход удобен с тех позиций, что варьируя значение шага можно проследить, как изменяется распределённая нагрузка на стропила, а значит, выбрать наиболее приемлемый вариант с точки зрения подбора необходимого пиломатериала.

Кстати, если односкатная крыша планируется утепленной, то имеет смысл привести шаг установки стропил к размерам стандартных утеплительных плит. Например, если будут использоваться питы базальтовой ваты размером 600×1000 мм, то и шаг стропил лучше установить или 600, или 1000 мм. За счет толщины стропильных ног расстояние «в свету» между ними будет на 50÷70 мм меньше – а это практически идеальные условия для максимально плотного прилегания утеплительных блоков, без просветов.

Нюансы утепления скатов кровли
По уровню теплопотерь дома крыша занимает одно из лидирующих мест, поэтому вопросы термоизоляции здесь приобретают особое значение. Как утеплить крышу дома самостоятельно – читайте в специальной публикации нашего портала

Однако, вернемся к расчетам. Все остальные данные для калькулятора – известны, и можно проводить вычисления:

Калькулятор для расчета уровня распределенной нагрузки на стропильные ноги

Перейти к расчётам

С полученным значением – направляемся в таблицу сечений стропил.

Какие материалы потребуются для других элементов стропильной системы?

Основные вычисления позади, так как несущие элементы – стропила, уже рассчитаны. Но, как мы видели, в общей системе нередко присутствует немало и других элементов.

Обрешетка под кровельное покрытие монтируется с учетом конкретного типа кровли – от разреженной до сплошной.
Линейные размеры стоек, подкосов, кобылок, лежней, прогонов и других усиливающих элементов определяются по месту, для каждого случая индивидуально.
Не следует забывать про подшивку карнизных свесов, установку ветровых досок, предохраняющих кровельное покрытия от срыва ветром.

Если есть необходимость, потребуется материал для зашивки фронтального прямоугольного и боковых фронтонов – никаких особых правил по его подбору не существует – только соображения рациональности и декоративности конструкции, так как особых нагрузок эта часть испытывать не будет.

Для того, чтобы проще было ориентироваться, в таблице ниже приведены рекомендуемые сечения пиломатериалов для элементов стропильной системы:

Элементы стропильной системы	Сечение пиломатериала, мм
Мауэрлат	Брус 100×100, 100×150, 150×150, а иногда и более.
Стропильные ноги	Доска или брус по результатам расчетов
Прогоны, лежаки	Брус 100×100, 100×150, 100×200.
Затяжки (ригели)	Доска 50×100, 50×150.
Стойки	Брус 100×100, 150×150.
Подкосы, кобылки	Доска 50×100.
Ветровые торцевые и подшивные доски	Доска 20×100, 25×150.
Обрешетка	Доска 25 ×100, 25×150 мм. Для сплошной обрешетки — фанера или ОСП от 12 до 15 мм

Итак, все данные для дальнейшей самостоятельной работы по созданию односкатной крыши имеются. Остается только проявить собственную смекалку, креатив при составлении проекта, а в ходе его практической реализации – максимум старания, аккуратности и, безусловно, осторожности, так как работы предполагаются на высоте.

В завершение публикации – интересный видеосюжет, наглядно показывающий стадии подготовки проекта односкатной крыши:

Расчет материала для стропил односкатной крыши

Стропильная система — основной несущий элемент для кровли и подкровельных элементов. Недостаточно тщательный расчет или не полностью учтенные нагрузки могут стать причиной провисания или прогиба стропил, что повлечет за собой появление протечек и порчу всей постройки.

Для расчета прежде всего следует определиться с выбором материала. В данном случае следует придерживаться традиционного подхода и использовать обрезную сосновую доску 50 на 150 мм. Такой выбор проверен временем, сосна мало впитывает атмосферную влагу, она легка и достаточно прочна.

ВНИМАНИЕ! При этом, важно просушить доски перед монтажными работами, чтобы они, рассыхаясь, не деформировались, не нарушили геометрию системы.

Кроме того, надо учесть:

Назначение постройки, в частности — чердачного помещения.
Размеры крыши, длина и угол наклона ската.
Материал кровли.
Количество снега и сила ветра.

Учет этих факторов поможет определить оптимальное расстояние между стропилами, а также рассчитать количество пиломатериала. Если длина ската больше 6,5 м, то потребуется установка дополнительных стоек.

Стандартная величина шага стропил обычно колеблется в пределах 60-70 см, что позволяет делать упрощенный расчет системы. При этом, рекомендуется обратиться к онлайн-калькуляторам, чтобы проверить свои результаты.

Односкатная крыша имеет самую простую структуру, но пространство под ней сложнее использовать в жилых целях. Чаще всего, такой вариант используется для подсобных или вспомогательных построек, когда чердак не рассматривается в качестве жилого помещения.

В таких случаях вес и нагрузка от кровли на стены снижены за счет отсутствия утепляющего слоя, что упрощает строительство, снижает расходы на материалы.

Площадь поверхности

При проектировании загородного дома или другого здания важно правильно выполнить расчет площади поверхности односкатной крыши. Его главная цель состоит в определении требуемого объема закупки кровельного материала для настила покрытия – металлочерепицы, профлиста, мягкой черепицы и т. д. Если точно не просчитать площадь, то возможна покупка либо избыточного, либо недостаточного количества материала. В первом случае будет необоснованный перерасход средств. При недостаточном объеме закупки придется докупать покрытие, что затягивает сроки монтажных работ. К тому же, материал может оказаться уже из другой партии, а при этом возможны отличия в оттенках.

Воспользовавшись нашим калькулятором, вы легко получите квадратуру и определите, сколько требуется купить кровельного материала для настила.

Распечатать или поделиться:

Справка

Ширина стропил с подпорками либо прогонами 100–150 мм, а без опор 200 мм. Длина зависит от угла наклона, но не должна превышать 5 метров, ибо возможно провисание.
Для обрешётки кровли из металлочерепицы подойдёт доска 30×100 мм. Гибкая кровля или металлическая, может быть с большим шагом, поэтому используем доску 30×100–150 мм.
Шаг по осям для металлочерепицы 350 мм. Для других материалов это значение можно увеличить.
Стандартные размеры ОСП 250×125 сантиметров.
Рабочая ширина листа металлочерепицы 110 см (общая 118 см). Длина зависит от условий заказа, минимальная 1 метр.
Для мауэрлата используем доску 50×150 мм, а если нужно равномерно распределить нагрузку, то брус 150х150 мм.
Для теплых помещений обязательно нужно использовать контробрешётку толщиной не менее 30 мм, гидроизоляция
Толщину утеплителя для нашего региона нужно рассматривать от 100мм до 250мм

Расчет ветровой нагрузки на ферму крыши согласно IS 875-2015

27 апреля 2022 г. 24 октября 2020 г.

В этой статье мы объясняем расчет ветровой нагрузки на ферму крыши в соответствии с пересмотренными нормами 875-2015. Объяснены все этапы расчета ветровой нагрузки с решенным примером. Так что читайте статью до конца и комментируйте, если что-то не так в этой статье.

Содержание

Ступени стропильной фермы Расчет ветровой нагрузки в соответствии с 875-2015.

Шаг-1: Угол стропильной фермы

Угол стропильной фермы = tan ^-1 ( Высота/(Размах/2))

Базовый ветер 02 (V b )

Определение базовой скорости ветра на странице № 6 или 51 IS 875 часть-3-2015 по местонахождению.

Шаг 3: Расчет давления ветра

1. Расчетная скорость ветра (V _z ):

0007

V _z = V _b × K ₁ ×K ₂ × K ₃ × K ₄

Where,

V _b = Basic wind speed
K ₁ = Коэффициент риска
K ₂ = Коэффициент шероховатости и высоты местности
K ₃ = Фактор топографии
K ₄ = Коэффициент важности для циклонического региона

= ОЧИЧЕСКИЙ СПОСКИ 875 Часть 3

Базовая скорость ветра на высоте 10 м для некоторых важных городов Индии согласно части 3 875 2015 года приведена в таблице ниже.

9011 м/с .

0094

City/Town	Basic Wind Speed	City/Town	Basic Wind Speed
Agra	47m/s	Kanpur	47m/s
Ахемадабад	39 м/с	Кохима	44 м/с
Ajmer	47m/s	Kolkata	50m/s
Almora	47m/s	Kozhikode	39m/s
Amritsar	47m/s	Kurnool	39m/s
Asansol	47m/s	Lakshadeep	39m/s
Aurangabad	39m/s	Lucknow	47m/s
Bahraich	47m/s	Ludhiyana	47m/s
Bengaluru	33m/s	Madurai	39m/s
Barauni	47m/s	Mandi	39m/s
Bareilly	47m/s	Mangalore	39m/s
Bhatinda	47m/s	Moradabad	47m/s
Bhilai	39m/s	Mumbai	44m/s
Bhopal	39m/s	Mysore	33m/s
Bhubaneshwar	50m/s	Nagpur	44m/s
Bhuj	50m/s	Nainital	47m/s
Bikaner	47m/s	Nashik	39m/s
Bokaro	47m/s	Nellore	50m/s
Chandigarh	47m/s	Panjim	39m/s
Chennai	50m/s	Patiala	47m/s
Coimbatore	39m/s	Patna	47m/s
Cuttack	50m/s	Punducherry	50m/s
Darbhanga	55m/s	Port Blair	44m/s
Darjeeling	47 м/с	Pune	39M/S
Dheradun	47M/S		39M/S	101103	39m/S /S	14/S /S	4/S 9010/S /S	4/S /S 9010/S 9010/S	Delhi	47m/s	Rajkot	39m/s
Durgapur	47m/s	Ranchi	39m/s
Gangtok	47 м/с	Roorkee	39 м/с
Guwahati	50 м/с 0111111111111111111111111111111111111111011011111111111111111111111111111111010101011111111111010 гг.0108
Gaya	39m/s	Shimla	39m/s
Gorakhpur	47m/s	Srinagar	39m/s
Hyderabad	44m/s	Surat	44m/s
Imphal	47m/s	Tiruchirappalli	47m/s
Jabalpur	47m/s	Trivandrum	39m/s
Jaipur	47m/s	Udaipur	47m/s
Jamshedpur	47m/s	Vadodara	44m/s
Jhansi	47m/s	Varanasi	47m/s
Jodhpur	47m/s	Vijayawada	50m/s
Vishakapatnam	50m/s

Find K ₁

K ₁ взято из стр. № 7, таблица-1, IS 875 часть-3 2015
K1 зависит от класса и срока службы конструкции.

Найти K ₂

K ₂ зависит от категории местности и высоты конструкции.
Категория местности определяется на основе местности расположения сооружения.
K ₂ получен по сравнению с Таблица 2, стр. № 8, IS 875 Часть 3 2015

Найти K ₃

K ₃ Получен из. стр. № 8, IS 875 часть-3 2015.

Найти K ₄

K _{4 получено} Из пункта № 6.3.4, страница № 8, 875 Часть 3 2015.
для госпитализации , Schools
для госпиталей , Schools
. , укрытия от циклонов, K ₄ 1,30.
Для промышленных конструкций К ₄ равен 1,15.
Все остальные конструкции, K ₄ 1,00.

2. Расчетное давление ветра:
P _D = K _D × K _A × K _C × P _Z
, где,
P _Z = Давление с ветром
P _Z = ветровый давление
P _{8. _z ²}
K _d = коэффициент направленности ветра
K _a = коэффициент усреднения по площади.
K _c = комбинированный коэффициент.
Найти K _d
K _d берется из п. 7.2.1 стр. 9, IS 875 часть-3 2015. № 10, IS 875 часть-3 2015.
Ка зависит от притока .
Площадь притока = расстояние или шаг × подъем
Find K _c
K _c получен из пункта № 7. 3.3.13 9002 , страница №16, IS 875 часть-3 2015 .
Этап-4: Ветровая нагрузка на отдельные элементы
Ветровая нагрузка на отдельные элементы определяется по формуле, приведенной в МС 875 ч. 3 п. 7.3.1 стр. 10.
F = ( C _PE — C _PI) A × P _D
Где,
C _PE = Коэффициент внешнего давления
C _PI = Коэффициент внутреннего давления
A = СОЗВОДИТ блок облицовки
P _d = design wind pressure
Find C _pi
C _{pi is obtained} from clause 7.3.2, page no 11, IS 875 part 3 2015.
C _pi зависит от площади отверстия в конструкции.
Найти C _PE
C _PE Получен из пункта 7.3.3, Page № 11, 875 Часть 3 2015.
C _PE также получайте Таблицу 6. , IS 875 часть-3 2015.
Решаемый пример расчета ветровой нагрузки по ГОСТ 875-2015
Система кровли промышленного навеса состоит из ферм, расположенных на расстоянии 6 м друг от друга. Пролет стропильной фермы 18 м, высота 3 м. Уровень карнизов 7 м над землей. Предположим подходящую конфигурацию фермы. Тень расположена на равнинной местности с малонаселенной застройкой. Проницаемость сарая менее 20%. Подготовьте конструктивный макет промышленного стального сарая подходящей конфигурации. Определить силы ветра на ферму. Расположение Ченнаи.
. Данные:
Расстояние: 6M
SPAN = 18M
Восстание = 3M
Высота = 7M
Террена: плоская местность с Sparsely Gopulated
Shed Sheds менее 20%. Решение:
Предположим, что ферма Howe типа для пролета 18 м.
Шаг-1: Угол фермы крыши
Угол фермы крыши = tan ^-1 ( Подъем/(Размах/2))
= tan ^-1 (3/(18/2))
= 18,43
Шаг 2: Определение базовой скорости ветра (V _b )
Для Ченнаи базовая скорость ветра составляет 50 м/с от страницы №51, IS 875 часть-3 2015.
Этап-3: Расчет ветрового давления
Непосредственное нахождение К ₁ , К ₂ , К _3,-35 ИС К 7 _{9 из 9 9 . Для нахождения этого коэффициента объяснено выше по шагам.}
К ₁ = 1
K ₂ = 1
K ₃ = 1
K ₄ = 1.15
V _z = V _b × K ₁ ×K ₂ × K ₃ × K ₄
= 50 × 1 × 1 × 1 × 1.15
= 57.5m/s
Design Wind Pressure:
P _d = K _d ×K _a × K _c × P _z
Прямой поиск K _д, К _а, К _с из ИС 875 часть-3. Для нахождения этого коэффициента объяснено выше по шагам.
K _d = 0.9
K _a = 0.92 (getting this by interpolation between 10 and 25)
K _c = 0. 9
P _z = 0.6 × V _z ²
= 0,6 × 57,5 ²
=1983,75 Н/м2
P _d = K _d ×K _a × K _c × P _z
= 0.9 × 0.92 × 0.9 × 1983.75
= 1478.29 N/m2
= 1.478 KN/m2
Design wind pressure is less чем 0,7 × p _Z
= 0,7 × 1983,75
= 1388,62 (N/M2) Следовательно,
Step-4: ветровая нагрузка на отдельные члены
F = (C _PE –C. _pi ) A × P _d
Найти C 9(0,5)) / 8)
= 7,115 M2
Следовательно,
A × P _D _{= 7,115 × 1,478}
= 10,52 КН
Расчет ветровой нагрузки.
Силы, действующие на гравитационную плотину | Компоненты | Критерии проектирования
Каковы роли инженера-строителя в строительстве
Трещины в бетоне | Типы | 7 основных причин | Средства правовой защиты | РРТ
Бесплатный калькулятор ферм — Краткое руководство | Силы и отклонения членов
доктора Шона Кэрролла
|
Опубликовано: 29 января 2022 г.
|
Учебник
Это краткое руководство по использованию нашего бесплатного онлайн-калькулятора ферм. Следуйте этому краткому текстовому руководству или посмотрите видеоролик «Приступая к работе» ниже. Мы рассмотрим процесс анализа простой ферменной конструкции. К концу вам будет удобно использовать калькулятор ферм для быстрого анализа ваших собственных ферменных конструкций. Чтобы перейти непосредственно к бесплатному приложению для расчета ферм, перейдите по ссылке ниже.

🛠 Теперь у нас также есть бесплатный 3D-калькулятор ферм — проверьте его здесь.
Шаг 1 – Определение структуры
Узлы
Самая первая задача любого анализа – пронумеровать узлы в нашей структуре и определить начало системы координат. Это может быть в любой точке плоскости. Затем позиции каждого узла измеряются относительно этой исходной точки. Для анализируемой ферменной конструкции (рис. 1) мы выбрали исходную точку, расположенную вне конструкции. Так, например, узел 1 имеет координаты [0,6], а узел 7 имеет координаты [8,0]. Фактическое местоположение источника произвольно.
Рис. 1. Структура с пронумерованными узлами и идентифицированным произвольным исходным положением.
Определив начало координат и пронумеровав все узлы, мы можем ввести это в соответствующее поле ввода данных, рис. 2. Каждый узел определяется в новой строке. Будьте осторожны, чтобы не оставить запятую и конец строки, а также будьте осторожны, чтобы не нажать клавишу возврата (создав новую пустую строку) после того, как вы определили свой последний узел. В обоих случаях возникает ошибка ввода данных, которую необходимо исправить перед отправкой.
Рис. 2. Определения узлов; каждая строка указывает номер узла, координату x и координату y.
Хотя вы можете вводить данные непосредственно в поле ввода данных определения узла, вам может быть проще определить свои узлы в электронной таблице, а затем скопировать и вставить эти данные непосредственно в поле ввода данных, Рис. 3. Как правило, это быстрее и проще позволяет избежать завершающей запятой и ошибок перехода на новую строку, о которых говорилось выше. Нажав кнопку « Example Data » под 3D-окном, вы откроете лист Google с полностью определенной структурой. Вы можете скопировать и вставить эти данные напрямую, если хотите.
Рис. 3. Узлы, определенные в электронной таблице (слева) и скопированные в окно ввода данных узлов (справа).
После определения каждого узла он появится в окне 3D-вида, рис. 4.
Рис. 4. Пронумерованные узлы отображаются в окне 3D-вида после их определения.
Элементы
Определения элементов следуют тем же принципам, что и определения узлов. Каждый элемент определяется в новой строке с полным определением элемента, состоящим из:
Номер элемента
Номер узла в конце i
Номер узла в конце j
Модуль материала (Юнга)
Площадь поперечного сечения
Предел текучести
Собственный вес
Вы можете вручную вводить данные построчно или копировать и вставлять непосредственно из электронной таблицы, рис. 5. Копирование из электронной таблицы здесь особенно удобно, поскольку в каждой строке повторяются данные. Примерный набор данных для структуры на рис. 1 можно скопировать из той же электронной таблицы, на которую мы ссылались выше. По мере определения каждого нового элемента он будет отображаться в 3D-виде, рис. 6.9.0007 Рис. 5. Элементы, определенные в электронной таблице (слева) и скопированные в окно ввода данных элементов (справа). Рис. 6. Элементы видны в окне 3D-вида после их определения.
Шаг 2. Определение опор/ограничений
Ограничения определяются путем указания номера узла, за которым следует «истина» или «ложь», чтобы указать, закреплен ли узел в горизонтальном направлении, и «истина» или «ложь», чтобы указать ограничение в вертикальное направление. В нашем случае у нас есть штифт в узле 1 и горизонтальный ролик в узле 5. Эти ограничения определены, как показано на рис. 7. После определения ограничения видны в трехмерном виде.
Рис. 7. Горизонтальное и вертикальное закрепление узла 1 (штифт) и вертикальное закрепление только узла 5 (горизонтальный ролик).
Шаг 3 – Определение приложенных нагрузок
Приложенные узловые нагрузки задаются путем указания номера узла, горизонтальной составляющей силы и вертикальной составляющей силы. Нагрузка для каждого узла должна быть определена в одной строке. Стрелки, указывающие на приложенные нагрузки, видны в 3D-виде. Наша конструкция будет выдерживать 3 вертикальные точечные нагрузки величиной 10 кН, 30 кН и 5 кН, направленные вниз в узлах 2, 3 и 4 соответственно, рис. 8. Направление указано отрицательным знаком. Точно так же горизонтальные силы справа положительны, а слева отрицательны.
Рис. 8. Приложенные силы, определенные в электронной таблице (слева) и скопированные в окно ввода данных загрузки (справа).
Окончательную конструкцию, условия ограничения и приложенную нагрузку можно просмотреть в 3D-виде, рис. 9. Если вы удовлетворены, нажмите кнопку « Решить » в правом нижнем углу блока ввода данных. Это отправит ваш запрос на анализ.
Рис. 9. Структура, ограничения и нагрузка полностью определены и готовы к решению.
Просмотр результатов калькулятора ферм
Отчет об анализе
После того, как вы отправите свой анализ и результаты будут рассчитаны и возвращены, под (теперь свернутой) панелью ввода данных появится несколько новых панелей. Панель ввода данных можно развернуть и отредактировать вводимые данные, щелкнув значок с розовой стрелкой справа от панели. Первым из новых блоков является аналитический отчет. В этом блоке суммируются выходные данные шагов расчета и количество проверок, выполненных для результатов.
Рис. 10. Отчет об анализе, сгенерированный калькулятором ферм
Обратите особое внимание на пункты с номерами от 8 до 11. Проверки 8 и 9 проверяют равновесие горизонтальных и вертикальных сил и сообщают о разнице между приложенными силами и реакциями. Теоретически это число должно быть равно нулю, хотя на самом деле оно будет очень маленьким из-за того, как малые числа обрабатываются в языках программирования.
Проверка 10 вычисляет максимальное узловое отклонение как долю наибольшего межузлового расстояния в конструкции. Это дает представление о том, являются ли расчетные отклонения неоправданно большими. Очень большие отклонения по сравнению с масштабом конструкции предполагают, что конструкция и/или нагрузка заслуживают дальнейшего изучения. Вы должны использовать собственное инженерное решение для оценки приемлемости отклонений . Инструментарий выдаст предупреждение, если отклонение превысит 10% от максимального межузлового расстояния, но этот предел сам по себе является произвольным.
Проверка 11 показывает, не превысили ли какие-либо элементы заданный предел текучести. Чтобы результаты калькулятора ферм были действительными, все элементы должны оставаться в пределах своего диапазона упругости. В противном случае нелинейность материала приведет к неточным результатам калькулятора. Это одна из самых простых вещей, которую легко упустить из виду при простом анализе фермы, поэтому следите за красным предупреждающим знаком.
Данные таблицы
При условии, что все индикаторы в отчете об анализе окрашены в зеленый цвет, мы можем перейти к просмотру трех таблиц данных ниже, которые показывают реакции, осевые силы стержня и узловые смещения. Все таблицы доступны для фильтрации, сортировки и поиска. Участники, вошедшие в систему, также могут загружать данные таблицы в CSV-файл . Все операции с табличными функциями достаточно интуитивны и не требуют пояснений, поэтому мы не будем рассматривать каждую отдельную функциональность здесь.
Рис. 11. Таблицы вывода данных; реакции, осевые силы и узловые смещения.
Как и следовало ожидать, условное обозначение было осевым усилием; силы сжатия отрицательны, а силы растяжения положительны. Отклонения вправо и вверх (положительные направления глобальных осей x и y) являются положительными, а противоположные направления отрицательными.
Просмотр результатов в 3D-окне
Лучший способ быстро понять, как конструкция реагирует на приложенные нагрузки, — просмотреть результаты в 3D-окне. Чтобы получить наилучший обзор 3D-окна и его функций визуализации данных, вам следует посмотреть видеоролик о начале работы в верхней части этой статьи. Кроме того, просто поэкспериментируйте с панелью управления справа. Вы быстро поймете, что делает каждый переключатель и виджет. Кратко опишу функционал.
Осевые силы и реакции
Осевые силы можно просматривать с помощью цветовой карты, примененной к конструкции. Доступны два режима; ‘ Binary ‘, который указывает на растяжение и сжатие элементов, окрашивая их сплошным синим и красным цветом соответственно, и ‘ Continuous ‘, который применяет непрерывную цветовую карту, которая переходит от сплошного синего (максимальное натяжение) через белый (нулевое усилие) к сплошному красному (максимальное сжатие). Карта цветов соответствует шкале цветовых полос, которая проходит горизонтально под 3D-видом. Вы также можете просмотреть метки силы, показывающие величину силы, непосредственно над каждым элементом, рис. 12. Все параметры, управляющие визуализацией, доступны в разделе «Axial_Forces» панели управления справа.
Реакции поддержки можно включать и выключать. Включение реакций заменит опоры стрелками силы реакции, указывающими направление сил реакции. Величина указывается с аннотацией.
Рис. 12. Осевые силы показаны цветовой картой и аннотациями, а силы реакции показаны стрелками сил и аннотациями.
Прогиб и узловые перемещения
Изогнутую форму конструкции можно включать и выключать. Это также можно масштабировать с помощью ползунка в разделе «Отклонение» на панели управления. Это облегчает визуализацию небольших отклонений. Преувеличение прогиба также может помочь качественно выяснить, как конструкция реагирует на нагрузку. Метки можно включать и выключать, показывая смещения по осям x и y для каждого узла.
Рис. 13. Изогнутая форма в масштабе с аннотациями, указывающими узловые смещения.
Общие операции с 3D-видом
В дополнение к параметрам визуализации данных, перечисленным выше, есть некоторые общие функциональные возможности 3D-вида, о которых стоит кратко рассказать. Несмотря на то, что мы рассмотрели конструкцию только с ортогонального вида спереди (наиболее подходящего для 2D-фермы), этот вид является полностью трехмерным, поэтому вы можете перемещать и вращать структуру с помощью левой кнопки мыши (нажмите и удерживайте), чтобы повернуть и правая кнопка мыши для панорамирования. Колесо прокрутки позволяет увеличивать и уменьшать масштаб. Нажав на один из гизмо 3D-вида в верхнем правом или нижнем левом углу окна, вы сможете легко вернуться к установленному ортогональному виду.
Рис. 14. Повернутый вид конструкции.
Каркасный вид конструкции может быть включен или выключен. Это особенно полезно при оценке отклоненной формы конструкции. Вы также можете включать и выключать номера узлов.
Последним вариантом является переключатель « Сбросить масштаб при обновлении ». При включении уровень масштабирования 3D-вида будет сбрасываться после каждого изменения панели параметров. Уровень масштабирования обновляется, чтобы максимизировать размер структуры в окне просмотра. Если вы не хотите, чтобы уровень масштабирования обновлялся при изменении чего-либо на панели параметров, просто отключите эту функцию. Это полезно, когда вы увеличили масштаб, чтобы исследовать область конструкции, и не хотите терять уровень масштабирования при изменении параметра визуализации на панели управления.
Подведение итогов и сравнение пользователей-гостей и участников
Вот и все. После 5 минут игры с бесплатным калькулятором ферм вы освоите его. Надеюсь, вы найдете его полезным ресурсом. Студенты, в частности, должны найти его полезным как быстрый и простой инструмент для проверки ручных решений.
Это бесплатный калькулятор ферм, однако существуют некоторые ограничения на размер конструкции, которую можно проанализировать без входа в систему в качестве члена. Эти ограничения могут измениться (или быть удалены), но на момент написания статьи гостевые пользователи ограничены структурами с не более чем 25 членами и 3 ограниченными степенями свободы. Это означает, что учащиеся не должны сталкиваться с какими-либо проблемами при анализе статически определимых структур, которые можно разумно анализировать вручную.

Если вы хотите анализировать более крупные конструкции, вам необходимо стать участником с полным доступом, чтобы иметь неограниченный доступ к набору инструментов калькулятора ферм. У вас также будет неограниченный доступ ко всем будущим наборам инструментов (следующим будет набор инструментов 3D Space Frame), всем курсам DegreeTutors и другим преимуществам членства, подробно описанным на странице членства.
На этом все, увидимся в следующем.
Линкедин Твиттер YouTube
Автор
Доктор Шон Кэрролл
Бакалавр искусств (с отличием), MSc, PhD, CEng MIEI, FHEA
Привет, я Шон, основатель DegreeTutors.com. Я надеюсь, что вы нашли этот урок полезным. Проведя 10 лет в качестве преподавателя в университете по проектированию конструкций, я запустила DegreeTutors.com, чтобы помочь большему количеству людей понять инженерию и получить такое же удовольствие от ее изучения, как и я. Не стесняйтесь связаться или подписаться на DegreeTutors в любой из социальных сетей.

Подпишитесь на обновления учебников и курсов
© 2022 DegreeTutors & Mind Map Media Ltd. Все права защищены
Как использовать мастер анализа ферм
Калькулятор анализа ферм ClearCalcs позволяет пользователям вводить геометрию некоторых распространенных типов ферм и задавать условия нагрузки на ферму. Затем он определяет совокупную приложенную нагрузку, опорные реакции, изгибающий момент, поперечные и осевые силы, растяжение и смещение для каждого пояса фермы. Компоненты фермы затем можно спроектировать, создав новый расчет «Только расчет» и связав его с расчетом анализа фермы.
Лист имеет 3 основных раздела ввода, а также раздел сводных результатов:
Геометрия фермы/рамы
Выбор элемента
Распределенные нагрузки на хорды
Резюме

В этой статье объясняются ожидаемые входные параметры в каждом из этих разделов и представлен рабочий пример расчетного анализа фермы.
1. Геометрия фермы/рамы
A. Тип фермы
ClearCalcs поддерживает множество типов ферм, включая плоские фермы, фермы крыши и фермы типа «ножницы». Полный список всех доступных типов ферм см. в нашей статье «Типы ферм».
В сводной секции появится визуальная схема выбранного типа фермы, которая будет обновляться по мере ввода параметров высоты, ширины и нагрузки.
B. Общая высота фермы
Расстояние по вертикали от самой высокой точки фермы до самой нижней точки фермы, измеренное в миллиметрах (или футах, если вы используете британскую систему единиц).
C. Общая ширина фермы
Горизонтальное расстояние от крайней левой точки фермы до крайней правой точки фермы, измеренное в миллиметрах (или футах, если вы используете британскую систему единиц).
D. Дополнительное имущество
Также могут появиться одно или несколько дополнительных свойств, в зависимости от выбранного типа фермы. Если вы когда-либо не уверены в том, что он запрашивает, просто щелкните имя свойства, чтобы получить раскрывающееся объяснение.

2. Выбор элемента
A. Материал фермы/соединенные поперечные сечения
Материал, из которого сделана ваша ферма. Вам будет предоставлено раскрывающееся меню, из которого вы можете выбрать соответствующий материал.
Связанные сечения см. в разделе 5 этой статьи.
B. Размер и ориентация элементов фермы
Обратите внимание, что этот мастер анализа ферм предназначен только для целей анализа. Выбор правильного сечения напрямую влияет на результаты расчетов, так как они имеют разную жесткость и собственный вес. Как упоминалось ранее, если вы хотите спроектировать этот элемент (т. е. пройти/не пройти по коду), вам нужно будет создать расчет «Только проектирование» и подключиться к этому калькулятору анализа фермы (см. Раздел 5).
Верхний пояс
Наклонный или горизонтальный элемент, обозначающий верхний край фермы.
Нижний пояс
Наклонный или горизонтальный элемент, обозначающий нижний край фермы.
Веб-участник(и)
Элемент(ы), которые соединяют верхний и нижний пояса, образуя треугольные узоры для создания действия фермы.
Сечение
Размер верхнего пояса, нижнего пояса и элементов перемычки необходимо указать в раскрывающихся меню. В раскрывающихся меню будут автоматически отображаться соответствующие стандартные размеры для указанного вами материала фермы. Вы также можете использовать функцию выбора элементов, чтобы выбрать размер элемента. Обратите внимание, что показанные размеры и типы секций меняются в зависимости от строительного стандарта, который вы используете для текущего проекта. То есть в проекте, использующем австралийский строительный стандарт, будут показаны стандартные австралийские сечения, а в проекте, использующем строительный стандарт США, будут показаны стандартные сечения США.

Ориентация
Ориентация верхнего пояса, нижнего пояса и элементов стенки должна быть указана в зависимости от того, ориентированы ли они вокруг своей главной или малой оси.
3. Распределенные нагрузки на пояса
A. Общая распределенная нагрузка
Для первых двух секций общие вертикальные распределенные нагрузки для верхнего и нижнего пояса должны быть указаны в кН/м (или в plf, если вы используете британскую систему единиц). В зависимости от выбранного типа фермы входные данные также могут быть доступны для нагрузок, перпендикулярных верхнему поясу (не вертикальных, т. е. силы тяжести по сравнению с условиями выровненной нагрузки).
Обратите внимание, что последующий раздел «Расширенные нагрузки (по номеру элемента)» можно использовать для ввода нагрузок для отдельных стержней, точечных нагрузок и угловых нагрузок, но для большинства расчетов этого не требуется.
B. Собственный вес
Вы можете выбрать, следует ли включать собственный вес фермы в расчеты. По умолчанию включен собственный вес фермы.

4. Резюме
В верхней части сводного раздела находится схема вашей фермы. Отображение этой диаграммы можно изменить, чтобы показать нагрузки и опоры, изгибающий момент, силы сдвига, осевые силы, растяжение элементов, смещение элементов и силы реакции на опорах. Эта функция показана ниже.
За диаграммой фермы следуют таблицы, в которых обобщаются расчеты и указываются максимальные моменты, сдвиги, осевые усилия, прогибы и удлинения для наихудшего случая для каждого определенного типа элемента. Затем разработчик будет использовать эти значения, чтобы гарантировать, что все выбранные элементы, соединения и т. д. спроектированы таким образом, чтобы выдерживать эти наихудшие условия нагрузки по коду, а также по мнению разработчика. Если вы хотите подключиться к калькулятору «Только проектирование», чтобы завершить проектирование фермы в ClearCalcs, см. ниже.

5. Проектирование компонентов путем связывания новых калькуляторов
Как правило, после анализа фермы необходимо также спроектировать компоненты. Это можно сделать в ClearCalcs следующим образом:
Выберите «Добавить новый расчет» на левой боковой панели
Добавить калькулятор «Только дизайн» для соответствующего материала (например, «Деревянный элемент (только дизайн)»)
Рядом с таблицей нагрузок в этом новом калькуляторе нажмите Ссылка

В появившемся окне выберите расчет анализа фермы, а затем компонент фермы, который вы хотите спроектировать (например, «Верхний пояс»)

Завершите остальную часть проекта как обычно, обращаясь к справочной документации для конкретного материала.
Обратите внимание, что нагрузки на стержень автоматически обновляются при обновлении расчета анализа фермы. Однако в настоящее время конкретный раздел, используемый в анализе, не связан между модулем анализа и модулем проектирования и должен выбираться независимо в обоих расчетах. Например, если вы выберете MGP10 140×45 в этом калькуляторе «Деревянная балка (только проект)», вам нужно будет вручную убедиться, что MGP10 140×45 также выбран в калькуляторе анализа фермы. Не беспокоиться! Двусторонняя связь появится в ClearCalcs в будущем — наша команда инженеров уже усердно работает над этой функцией.
Пример
Ферма крыши должна быть спроектирована в Австралии. Детали расчета этого рабочего примера можно найти здесь.
Fink Тип фермы шириной 8 м, высотой 2,5 м и свесом 400 мм. Пожалуйста, сверьтесь со схемой в разделе Summary , чтобы подтвердить размеры.
Деревянные компоненты с верхним и нижним поясами 140×45 MGP10 и перемычками 70×45 MGP10, все ориентированы относительно своих главных осей. Обратите внимание, что если вы измените ориентацию стержня, жесткость на изгиб (EI) в таблице Данные участника обновлены.
Расчетная статическая плюс динамическая нагрузка 0,7 кН/м на верхний пояс и факторизованная статическая нагрузка перекрытия 0,1 кН/м на нижний пояс (вертикальные нагрузки). Вы можете проверить диаграмму в разделе Summary , чтобы убедиться, что нагрузки приложены правильно.
Расчетная ветровая нагрузка 0,45 кН/м на верхние пояса
На рисунке ниже показана таблица нагрузки, не забудьте проверить Да с учетом собственного веса.
В разделе Сводка, вы можете проверить все результаты. Например, для осевых сил результаты, показанные на диаграмме, подтверждаются в таблице Общие результаты по типам стержней.
Перемещения и опорные реакции также показаны на диаграммах и в таблицах.

Многоточечная установка — это не так просто
Светодиодный экран включен, концерт идет, как вдруг организатор мероприятия спрашивает, можно ли его сделать немного больше. Конечно, почему бы и нет, это просто еще несколько панелей. Быстрый расчет новой нагрузки, и мы просто добавим еще один подъемник посередине, потому что мы уже достигли предела двух подъемников на подвесе.
Но подождите, вы уже рассмотрели распределение нагрузки? Если два подъемника по 500 кг дают вам 1000 кг грузоподъемности, могут ли три подъемника по 500 кг дать вам 1500 кг?
Давайте посмотрим поближе.
Начальный сценарий выглядит следующим образом:
Рис. 1: 1000 кг должны включать вес всей оснастки до моторных крюков чтобы увидеть половину общей загрузки. (Примечание: это относится только к равномерно распределенным нагрузкам, несимметричные точечные нагрузки требуют более пристального внимания, желательно со стороны инженера. Нагрузка включает в себя экран и все крепежное оборудование и ферму до точек крепления двигателя )
Таким образом, когда менеджер мероприятия запрашивает еще несколько рядов экрана, скажем, 200 кг дополнительно, общая нагрузка составит 1200 кг ( включая все такелажное оборудование вплоть до двигателей) и каждый подъемник будет весить 600 кг. Если подъемники рассчитаны только на грузоподъемность 500 кг, мы не можем повесить дополнительные панели. Таким образом, добавление еще одного подъемника на 500 кг решит эту проблему, верно? Три раза по 500 кг будет 1500 кг и это
возвращает нас внутрь предела. Проблема решена… или нет?
Рис. 2: 1000 кг должны включать вес всего снаряжения до моторных крюков
Это не интуитивно понятно, но распределение нагрузки при переходе от двухточечного висения уже не является легко определяемым разделением. При 3-х точечном подвешивании вместо того, чтобы каждый подъемник воспринимал одинаковую нагрузку, на центральную точку приходится примерно 62% общей нагрузки, а на внешние точки — примерно по 19% каждая. Инженерные расчеты сложны, но, что более важно, полученные распределения являются теоретическими; требуется оборудование для контроля нагрузки, чтобы обеспечить распределение на практике:
Рисунок 3: 1000 кг должны включать вес всей оснастки до моторных крюков
Оглядываясь назад на рисунок 2 , мы видим, что 500-килограммовый подъемник в среднем положении будет перегружен примерно на 2444 .
Что, если вместо этого использовать четыре точки?
Рисунок 4: 1000 кг должны включать вес всей оснастки до моторных крюков
Чем больше точек мы добавляем для подвешивания равномерно распределенной нагрузки, тем меньше разница между ними. С четырьмя точками наша максимальная грузоподъемность составляет 444 кг, что удерживает нас в пределах нашей грузоподъемности и повышает уровень резервирования на случай отказа системы такелажа.

В следующей таблице показан диапазон сценариев многоточечного зависания для равномерно распределенных нагрузок.
Рисунок 5: 1000 кг должны включать вес всей оснастки до моторных крюков максимальная нагрузка для данного набора точек и их грузоподъемность.
Выше мы уже видели, как рассчитать требуемую мощность для каждой точки, поэтому теперь рассмотрим расчет максимальной нагрузки.
Если мы снова рассмотрим 3-х точечный вис, давайте предположим, что у нас есть те же три 500-килограммовых подъемника для работы. Если бы у вас были только эти три подъемника или указанные выше точки крепления позволяют всего три точки, сколько мы можем установить на ферму и остаться в пределах грузоподъемности этих подъемников?
Расчет производится следующим образом. Разделите грузоподъемность подъемника на наибольший процент из таблицы на рис. 5 для этой компоновки.
Для виса на 3 балла получаем следующее:
500 кг WLL / 0,62 = 806 кг общей допустимой нагрузки UDL
Уже одно это должно быть серьезным предупреждением! Ваша максимальная нагрузка упала, когда вы добавили третий подъемник.
Если мы сейчас рассмотрим 4 точки:
500 кг WLL / 0,37 = 1351 кг общей допустимой нагрузки UDL
Это увеличенная грузоподъемность, которую мы искали.
При расчетах необходимо учитывать некоторые моменты.
Эти инженерные расчеты являются теоретическими. На практике подъемники с более высокой нагрузкой работают медленнее, и практически невозможно добиться того, чтобы все подъемники находились на одинаковой высоте и каждый с теоретической нагрузкой.
Таким образом, диаграмма распределения нагрузки применима только к равномерно распределенным нагрузкам.
Таблицу следует использовать только в качестве руководства. В любое время, когда ваши подъемники будут подниматься с максимальной или близкой к ней грузоподъемностью, вы должны попросить инженера проверить ваши расчеты. Мы настоятельно рекомендуем использовать систему контроля нагрузки и план подъема груза, чтобы не допустить превышения грузоподъемности системы такелажа.
Беспроводная скоба датчика веса Protos 4,75T (дальность 600 м)
Беспроводной тензодатчик Protos Ручной считыватель (диапазон 800 м)
Распространенные типы системы ферм — Mo Гражданское строительство
Знание плотности сухой почвы или дорожного покрытия важно для оценки степени уплотнения, достигнутого в процессе строительства. Испытание на плотность поля — это распространенный тест, используемый для определения плотности поля почвы или дорожного покрытия. Принцип полевого теста плотности заключается в замене вынутого грунта песком, плотность песка известна, поэтому мы можем рассчитать объем песка, необходимый для заполнения скважины. Зная объем выкопанной в почве ямы и вес почвы, мы можем рассчитать плотность на месте. Плотность на месте равна весу выкопанного материала, деленному на объем выкопанного материала. Оборудование Оборудование для заливки песка
Небольшой цилиндр для высыпания песка: подходит для мелкозернистой и среднезернистой почвы. Он состоит из цилиндра диаметром 100 мм и длиной 380 мм с перевернутой воронкой на одном конце и заслонкой, которая открывается и закрывается для входа песка. Также будет металлический лоток для выемки грунта…
Расчет односторонней плиты внутри здания с использованием пролета, нагрузок и других данных, приведенных в Рисунок 1. Бетон с нормальным заполнителем указан с плотностью 145 pcf. (при условии покрытия 3/4 дюйма) Рисунок 1
Минимальная толщина плиты с односторонней опорой = L/20 с использованием таблицы 1 (ACI 9. 5.2.1) h=10/20=0,5=6 дюймов
Таблица 1
2
2

управление строительством: бетонное строительство
строительство моста:Как стать мостовым инженером
теперь рассчитаем d=(6-3/4(крышка)-1/4(оценивается как половина диаметра арматуры) d=5 дюймов 92))=227,7

ρ=… Да структуру можно назвать детерминированной, если уравнение равновесия обеспечивает достаточное и достаточное условие равновесия. если все силы для конструкции могут быть определены только с помощью уравнений равновесия, эта конструкция является детерминированной, но если неизвестные силы больше и не могут быть определены с помощью уравнений равновесия, то эта конструкция является неопределенной. в общем случае мы можем определить, является ли конструкция статически определимой. или неопределимым, рисуя диаграмму свободного тела для конструкции или ее части и сравнивая количество неизвестных сил и моментной составляющей с числом имеющихся уравнений равновесия. для компланарных конструкций у нас есть три уравнения равновесия, если n — общее количество частей, а r — количество неизвестных сил и составляющей момента, тогда:
r=3*n определенное r>3*n неопределенное

управление строительством: бетонное строительство
строительство моста: как стать инженером моста к укладке. Оголовок сваи представляет собой толстый бетонный мат, опирающийся на сваи. Он является частью фундамента и используется для распределения нагрузки по сваям. Сваи используются, когда несущей способности грунта недостаточно, чтобы выдерживать нагрузки конструкции.
управление строительством: бетонное строительство
строительство мостов: как стать мостовым инженером

Порядок строительства оголовка сваи Выемка грунта вокруг свай: Через 7 дней после заливки сваи бетон наберет примерно 70% прочности на сжатие. Грунт вокруг свай будет удален до необходимого уровня и размеров, позволяющих построить наголовник сваи. При выемке грунта более 1,5 м необходимо сделать ступеньку для предотвращения обрушения грунта. Резка оголовка сваи: бетон будет удален до уровня среза. Если бетон под уровнем отсечки непрочен. Его уберут, а сваю починят. Свая не должна иметь трещин и непрочного бетона.
Заливка бетоном: после завершения о…
В ферменной системе некоторые элементы не несут никакой силы. Это называется членом с нулевой силой. Этот элемент может быть добавлен для повышения устойчивости фермы. Идентификация этих членов упростит процесс анализа фермы. определение элемента нулевой силы может быть выполнено путем осмотра узлов фермы, и есть два случая, если мы проверим соединение с для фермы, показанной на рисунке 1, это соединение не имеет внешней нагрузки, и два элемента соединены с этим соединением справа угол. если мы суммируем силу в направлении y Σfy=0, мы получаем FCD=0, аналогично в направлении x FCB=0. Для соединения А к этому соединению не приложена никакая внешняя нагрузка. Если мы суммируем силы в направлении Y Σfy=0, мы получаем FAB=0. Аналогично, в направлении x FAE=0. Рисунок 1
Быстрый взгляд на эту ферму. Мы можем заметить соединение c и соединение d без внешней нагрузки. Проверить соединение C будет немного сложно, потому что 4 члена соединены с соединением c. Начиная с стыка D. элемент DF перпендикулярен элементу DE и CD. если мы суммируем силы в y-направлении. Как показано на рис…
. Рассмотрим плиту, поддерживаемую балками и колоннами. Чтобы начать расчет конструкции для каждого элемента, нам нужно знать величину нагрузки, передаваемой на этот элемент, величину нагрузки, передаваемой на любой элемент, можно определить с помощью концепция притока (загрузки). геометрия конструкции будет определять форму притока. рисунок 1
управление строительством: бетонное строительство
строительство моста: Как стать инженером моста
В односторонней системе плита передает нагрузку на опоры за счет одностороннего действия. размер плиты должен удовлетворять следующему уравнению, чтобы действовать как плита с односторонним движением L2/L1>2. давайте рассмотрим систему перекрытий на рисунке 3, L2/L1 для балки AB L2/L1=15/5=3, поэтому плита будет передавать нагрузки на балку при одностороннем действии, приточная площадь для балки AB, E-f будет такой, как показано на рис. Рисунок 3, нагрузки 100 * 2,5 = 250 фунтов / фут (линейно распределенные по всей длине балки, для балки CD нагрузка будет 100 * 5 = 500 фунтов / фут, балка CD разделит нагрузки с обеих сторон, потому что это вот…
Комбинация конструктивных элементов и материалов, называемая конструктивной системой. структурная система может состоять из одного или нескольких из четырех основных типов конструкции: Ферма: ферма, используемая для конструкции с большим пролетом, где высота не важна. ферма состоит из тонких элементов, расположенных треугольной формы, планировочная ферма относится к ферме, в которой все элементы лежат в одной плоскости, часто используемой для мостов. пространственная ферма состоит из элементов, простирающихся в трех измерениях. Ферма преобразует нагрузки, вызывающие изгиб фермы, в силы растяжения и сжатия. благодаря этим преимуществам в ферме используется меньше материалов по сравнению с балкой, а также она состоит из тонких и длинных элементов, ферма может использоваться для перекрытия пролетов от 9м (30 футов) до 122 м (400 футов).
управление строительством: бетонное строительство
строительство моста: Как стать инженером моста Рисунок 1
Тросы и арки: тросы используются для поддержки длинных пролетов, где использование фермы невозможно и может привести к значительному увеличению …
Слоистые и удлиненные заполнители могут неблагоприятно влиять конкретный. Слоистые и удлиненные агрегаты трудно уплотняются. Следовательно, использование чешуйчатых и удлиненных заполнителей снизит удобоукладываемость бетона, что требует большего количества воды для получения удобоукладываемой смеси. Увеличение содержания воды снижает прочность и долговечность бетона. Кроме того, эти заполнители не являются прочными, что приводит к снижению прочности бетона. Рисунок 1
управление строительством: бетонное строительство
строительство мостов: как стать инженером по мостам
Индекс слоености заполнителей представляет собой процент по весу частиц, наименьший размер (толщина) которых меньше трех пятых (0,6 раз) их средний размер. Это испытание не применяется к размерам менее 6,3 мм.
Индекс удлинения заполнителя представляет собой весовой процент частиц, наибольший размер (длина) которых превышает их средний размер более чем в девять пятых (1,8 раза). Испытания на рыхлость и удлинение не применимы к размерам менее 6,3…9.0007
Момент растрескивания – это момент, соответствующий растягивающему изгибному напряжению, при котором бетон начинает растрескиваться. площадь поперечного сечения арматурной стали составляет 2% или менее поперечного сечения бетонной балки. площадь арматурной стали минимальна по сравнению с бетоном. следовательно, это не приведет к серьезным изменениям свойств бетонной балки, если в балке нет трещин. Напряжение изгиба для бетона на расстоянии y от нейтральной оси можно рассчитать с помощью теории упругих балок
f=M.y/I
где f — напряжение изгиба на расстоянии y M — момент, приложенный к балке y — расстояние от нейтральной оси I — момент инерции балки
управление строительством: курс бетонного строительства
строительство моста: курс инженера-мостостроителя модуль прочности бетона определяется как предел прочности на растяжение при изгибе, при котором бетон начинает трескаться. ACI предоставляет нам уравнение для расчета модуля разрыва
fr=7,5 λ √fc’ (в psi) fr=0,7 λ √fc’ (в МПа) где λ равно 1 для nor…
Конструкция или один из элементов, рассматриваемых в равновесие, когда поддерживается баланс силы и момента. это требовало выполнения уравнения силы и момента по трем осям.
σfx = 0, σfy = 0, σfz = 0 σmx = 0, σmy = 0, σmz = 0
для структуры в одной плоскости и, поскольку силы — Копланар, уравнение равновесия до
σfx = 0 σfy = 011113333333333 гг.

управление строительством: бетонное строительство
строительство моста: как стать инженером моста

где ΣFx 9 компонента силы, выраженная по оси х 1682 ΣFy – сумма составляющих силы по оси y, ΣMo – алгебраическая сумма моментов составляющих сил относительно оси, перпендикулярной оси x и y и проходящей через точку o . всякий раз, когда применяются эти уравнения, должна быть построена диаграмма свободного тела для конструкции или ее элементов, если анализ требуется для элемента, этот элемент должен быть изолирован…
5.7 Виртуальная работа для ферм
>>Когда вы Закончив читать этот раздел, проверьте свое понимание с помощью интерактивного теста в нижней части страницы.
Использование виртуальной работы для анализа прогиба фермы следует непосредственно из разработки виртуальной работы, которая обсуждалась в разделе 5.6.
Реальная система будет состоять из фермы со всеми реальными внешними нагрузками. Для этой системы мы определим неизвестное отклонение конкретного сустава в определенном направлении (это отклонение, которое мы хотим найти). Это наша реальная внешняя деформация. Из реальной системы мы также должны вычислить все внутренние деформации элементов фермы. Мы можем найти их, сначала найдя силы в элементах фермы (используя метод соединений), а затем применив механику для расчета всех осевых деформаций каждого из них.
Виртуальная система, конечно же, будет такой же, как реальная система, но без реальных нагрузок. У него будет только одна внешняя единичная нагрузка (виртуальная внешняя сила), которая будет приложена к соединению, для которого мы хотим найти отклонение. Эта сила также должна быть в том же направлении, что и отклонение, которое мы хотим найти. Эта виртуальная внешняя сила создаст известные виртуальные внутренние силы, которые можно найти с помощью анализа фермы (только с виртуальной внешней силой). 9n \left( p_{vj} \delta_{rj} \right)} \tag{2} \end{equation}
, где $1$ – виртуальная внешняя единичная нагрузка, $\Delta_r$ – реальный внешний прогиб, $ p_{vj}$ — виртуальная внутренняя осевая сила в каждом элементе фермы в виртуальной системе, а $\delta_{rj}$ — реальная внутренняя деформация каждого элемента фермы в реальной системе.
Реальная внутренняя деформация каждого элемента может быть вызвана приложенной нагрузкой, изменениями температуры, производственными ошибками или любым другим источником деформации. Все они обрабатываются одинаково, если вы согласны в том, считается ли удлинение положительным или сжатие положительным. В этой книге деформации удлинения будут считаться положительными, что соответствует деформациям, вызванным силами растяжения, повышением температуры или деталями, которые были изготовлены длиннее, чем необходимо.
Для деформации элемента фермы, вызванной осевой силой, реальная внутренняя деформация отдельного элемента составляет:
\begin{equation} \boxed{\delta_{rj} = \frac{p_{rj}L}{EA}} \label{eq:strain_def} \tag{3} \end{equation}
где $p_{rj}$ — реальная внутренняя сила в этом стержне, $L$ — длина стержня, $E$ — Модуль Юнга материала стержня, а $A$ — площадь поперечного сечения стержня.
Для деформаций элементов фермы, вызванных изменениями температуры, реальная внутренняя деформация отдельного элемента составляет: 9{\ circ} С} $.
Для деформаций элементов фермы, вызванных ошибками изготовления (например, элемент фермы был изготовлен слишком длинным или слишком коротким), реальная внутренняя деформация отдельного элемента составляет:
\begin{equation} \boxed{\delta_{rj } = \text{изменение длины стержня} } \tag{5} \end{equation}
Таким образом, если стержень был изготовлен на $10\mathrm{\,mm}$ слишком коротким, то $\delta_{rj } = -10\mathrm{\,mm}$.
Поскольку суперпозиция по-прежнему применяется, даже для анализа одного элемента фермы внутри фермы, если есть два различных эффекта, которые удлиняют или сжимают элемент в реальной системе, то общая деформация $\delta_{rj}$ равна сумма деформаций от каждого воздействия. Например, если на элемент фермы воздействуют одновременно сила растяжения, вызывающая удлинение на $10\mathrm{\,mm}$, и понижение температуры, вызывающее сжатие на $3\mathrm{\,mm}$, то полное реальное внутренняя деформация этого элемента будет $\delta_{rj}=10-3=7\mathrm{\,mm}$.
Пример
Использование принципа виртуальной работы для нахождения прогибов ферм будет проиллюстрировано на примере конструкции фермы, показанной на рисунке 5.20. Это простая детерминированная ферма с двумя точечными нагрузками в верхнем соединении (соединение D) и изменением температуры на элементе в середине (элемент BD). Цель состоит в том, чтобы найти вертикальное отклонение точки B.
Рис. 5.20: Виртуальная работа для примера конструкции ферм
Первым шагом является анализ реальной конструкции, чтобы найти все реальные внутренние деформации фермы. Для этого нам нужны внутренние осевые силы фермы для всех элементов. Результат этого анализа показан в левой части рисунка 5.21. Этот анализ легко выполнить с помощью метода соединений из раздела 3.5. Этот анализ находит только деформации в элементах фермы, вызванные внешними силами на ферме, и не включает деформацию элемента BD, вызванную изменением температуры. Эта деформация будет рассмотрена позже.
Рисунок 5.21: Пример виртуальной работы для ферм. Анализ реальной и виртуальной системы
Следующим шагом является создание соответствующей виртуальной системы. Поскольку мы хотим найти вертикальное смещение шарнира B, мы добавим к шарниру B виртуальную внешнюю единичную силу, действующую вертикально. Эта виртуальная система показана в правой части рисунка 5.21. Обратите внимание, что единичная нагрузка в точке B, будучи вертикальной, направлена вниз. Это означает, что мы предполагаем, что отклонение реальной системы в точке B ($\Delta_{Br}$) будет направлено вниз. Если в конце решения мы получим отрицательное значение для $\Delta_{Br}$, это означает, что сделанное нами предположение о направлении было неверным и точка B фактически отклоняется вверх в реальной системе.
Как только мы определили местоположение и направление виртуальной внешней единичной нагрузки, мы можем проанализировать ферму, используя метод соединений, чтобы найти виртуальные внутренние осевые силы во всех элементах. Результирующие внутренние силы показаны в правой части рисунка 5.21.
Глядя на виртуальную систему на рис. 5.21, обратите внимание, что у нас фактически есть более одной внешней виртуальной нагрузки, потому что в соединениях A и C действуют силы реакции. Конструкция не может определить разницу между внешними силами, вызванными нагрузками, и внешними силами, вызванными по реакциям. Не вызовет ли это проблем для анализа виртуальной работы? Разве у нас не должна быть только одна виртуальная внешняя нагрузка? Нет, эти силы реакции не вызовут никаких проблем, потому что они приложены в местах опор, где нет перемещений ни в реальной, ни в виртуальной системе (по определению). Если в месте расположения внешней силы нет смещения, то эта сила не может совершать никакой работы (и, следовательно, не будет включена в виртуальный баланс работы).
Теперь нам нужно рассчитать деформации, вызванные реальными внутренними силами, и рассчитать полную внутреннюю виртуальную работу (не забывая о реальной деформации, вызванной изменением температуры на элементе BD, которую мы еще не рассматривали). Эта общая внутренняя виртуальная работа представляет собой сумму внутренней виртуальной работы, выполненной на каждом элементе фермы. Эти расчеты сведены в Таблицу 5.2.
Таблица 5.2: Виртуальная работа для ферм Примеры расчетов

В таблице 5.2 есть одна строка для каждого элемента фермы. Столбец с пометкой $L$ — это длина строки. Столбец с пометкой $p_rj$ представляет собой реальную внутреннюю силу в каждом стержне фермы $j$. Эти значения получены непосредственно из результатов анализа реальной конструкции на рисунке 5.21 с положительными значениями для силы растяжения и отрицательными для силы сжатия. В следующем столбце с надписью $\Delta T$ указано изменение температуры для каждого члена. Столбец с пометкой $\delta_{rj}$ представляет собой реальную внутреннюю деформацию каждого элемента фермы, рассчитанную как сумма деформации, вызванной внутренней силой, и деформации, вызванной изменением температуры (сумма уравнений \eqref{eq:strain_def } и \eqref{eq:temp_def}): \begin{equation*} \delta_{rj} = \frac{p_{rj}L}{EA} + \alpha (\Delta T) L \end{equation*} где \begin{align*} EA &= (200000\mathrm{\,МПа})(1000\mathrm{\,мм^2}) \\ &= 200000\times 10^3\mathrm{\,N} \ \ &= 200000\mathrm{\,kN} \end{align*}
В следующем столбце с пометкой $p_{vj}$ указана виртуальная внутренняя сила в каждом элементе фермы.
No related posts.

Калькулятор расчета деревянных стропил крыши

ПОМОЩЬ И КОНСУЛЬТАЦИИ

Калькулятор расчета деревянных стропил крыши

КОНТАКТЫ КОМПАНИИ

Реклама

РЕКЛАМАЦИЯ КОНКУРЕНТУ

Калькулятор расчета длины накосного стропила многощипцовой крыши

Часто допускаемые ошибки при расчете крыши

Как произвести расчет снеговых нагрузок?

Как избежать ошибок при расчете?

Рассчитываем деревянные балки перекрытия

Конструктивные особенности

Основные элементы каркаса

Усиливающие элементы

Как рассчитать длину стропил вальмовой крыши

Основные внешние элементы крыши многощипцовой конструкции

Онлайн калькулятор расчета стропильной системы двухскатной крыши

Результаты расчетов

Определение нагрузок на крышу в целом и стропила в отдельности

Расчёт площади кровельного покрытия

Основные узлы вальмовой крыши

Виды вальмовых крыш

Схема для демонстрации принципа расчета трехщипцовой стропильной системы

Особенности расчёта нагрузки

Расчёт нагрузки на стропила двускатной крыши

Калькулятор стропил — какие функции выполняет?

Калькулятор стропил — что это?

Какие критерии учитываются при расчёте стропил

Переменные нагрузки

Касаемо онлайн-калькуляторов

Профессиональные

Калькулятор стропил для обычных пользователей

Заключение

Расчет стропильной системы двухскатной крыши

Устройство крыши

Проектировка основы

Результаты расчетов

Особенности чертежей двухскатной крыши

Рекомендации

Порядок расчета двухскатной крыши

Расчет параметров стропил

Вычисления высоты

Определение угла наклона

Вычисляем ширину

Расчет нагрузок на стропильную систему

Калькулятор расчета площади фронтона

Калькулятор расчета площади фронтона

Несколько пояснений по проведению расчета

Количество кровли

используем в работе онлайн калькулятор © Геостарт

Разновидности стропильных систем

Видео — Стропильная система

Конструкция стропильной системы

Из чего делать стропила?

Цены на различные виды бруса

Видео — Ошибки строительства крыши

Предварительные расчеты

Таблица 1. Выбор шага установки стропил в зависимости от их длины и сечения

Видео — Расчет стропил своими руками

Превращаем деревянный брус в стропила

Видео — Стропильная система двускатной крыши

Порядок сборки фермы

Установка стропильной фермы

Цены на различные виды крепежа для стропил

Видео – Стропила своими руками. Односкатная крыша

Видео — Вальмовая крыша. Стропильная система

Расчет односкатной крыши – Онлайн калькулятор с чертежами стропил, бесплатно!

Информация по назначению калькулятора

От чего зависит выбор наклона ската кровли?

Общие сведения по результатам расчетов

Уклон кровли в процентах и градусах

Расчет нагрузки на стропила и кровельное покрытие

Основные значения

Материал несущих стен

Равенство или разница высот фасадной и задней стены

Величина периметра здания и определение длины пролёта перекрытия

Угол наклона кровли и его направление

Деревянные элементы стропильной системы

Количество кровельного покрытия для односкатной крыши

Шаг 3. Определяемся с требованиями к уклону