Ako vypočítať krokvy: vypočítame správne

Poveternostné podmienky našej krajiny sú vrtkavé, takže krokvový systém domu vo výstavbe musí mať dostatočne vysokú spoľahlivosť a trvanlivosť. Tento článok popisuje, ako vypočítať krokvy a krokvový systém, rôzne zaťaženia na nich a poskytuje príklad takéhoto výpočtu.

Bez ohľadu na zvolený tvar budúcej strechy musí byť jej krokvový systém dostatočne pevný, na čo je potrebné v prvom rade správne a správne vypočítať krokvový systém.

Prvoradou úlohou projektanta a architekta nie je navrhnúť vzhľad stavby, ale zrealizovať kvalitatívny výpočet pevnosti plánovaného domu vrátane jeho nadkrokvového systému.

Výpočet krokvového systému zahŕňa množstvo rôznych parametrov, medzi ktoré patria:

• hmotnosť strešné materiálypoužíva sa na pokrytie strechy, napríklad - mäkká strecha, ondulín, prírodné dlaždice atď .;
• hmotnosť materiálov použitých na dekoráciu interiéru;
• hmotnosť konštrukcie samotného krokvového systému;
• výpočet nosníkov a krokiev;
• vonkajšie poveternostné vplyvy na strechu a iné.

V procese výpočtu priehradového systému je nevyhnutné vypočítať nasledujúce polohy:

1. Výpočet prierezu krokiev;
2. Rozstup krokiev, t.j. vzdialenosť medzi nimi;
3. Rozpätia krokvového systému;
4. Navrhovanie krovu krovu a výber schémy pripevnenia krokiev - vrstvený alebo závesný - sa použije počas výstavby;
5. Analýza únosnosti základov a podpier;
6. Výpočet takých dodatočných prvkov, ako sú obláčiky, ktoré spájajú konštrukciu krokiev a bránia jej v „jazde“ a výstuhy, ktoré umožňujú „vyloženie“ krokiev.

Pri použití typického projektu nie je potrebné premýšľať o tom, ako vypočítať systém krovu, pretože všetky výpočty už boli dokončené. V prípade výstavby podľa individuálneho projektu by sa všetky potrebné výpočty mali vykonať vopred.

Štúdium zastrešenie svojpomocne a výpočty by mal byť odborník s dostatočnou kvalifikáciou a s potrebnými znalosťami a zručnosťami.

Požiadavky na konštrukčné prvky krokiev

Na výrobu konštrukčných prvkov krokiev sa používa ihličnaté drevo, ktorého vlhkosť by nemala presiahnuť 20%.

moderný strešný drevený materiál vopred ošetrené špeciálnymi ochrannými prípravkami. Parametre, ako je hrúbka krokiev, sa vyberajú v súlade s výpočtami uvedenými nižšie.

Zaťaženia, ktoré ovplyvňujú konštrukciu krokiev a v súvislosti s ktorými môže byť potrebné posilniť krokvový systém, podľa trvania nárazu, sú rozdelené do dvoch kategórií: dočasné a trvalé:

1. Medzi trvalé zaťaženia patria zaťaženia vytvorené vlastnou hmotnosťou konštrukcie krokiev, hmotnosťou materiálov na strešnú krytinu, latovanie, tepelnú izoláciu a materiály použité pri dokončovaní stropu. Sú priamo ovplyvnené veľkosťou krokiev;
2. Živé zaťaženia môžeme rozdeliť aj na krátkodobé, dlhodobé a špeciálne. Krátkodobé zaťaženia zahŕňajú hmotnosť pokrývačov a hmotnosť nástrojov a zariadení, ktoré používajú. Okrem toho, krátkodobé zaťaženie zahŕňa zaťaženie vetrom a snehom na streche. Špeciálne zaťaženie zahŕňa skôr zriedkavé činnosti, ako sú zemetrasenia.

Pre výpočet systému krovu pomocou medzných stavov týchto skupín zaťaženia je potrebné zohľadniť ich najnepriaznivejšiu kombináciu.

Výpočet zaťaženia snehom

Najkompletnejšia vypočítaná hodnota zaťaženia snehovou pokrývkou sa vypočíta podľa vzorca:

S = Sg*u

• kde Sg je vypočítaná hodnota hmotnosti snehovej pokrývky na 1 m prevzatá z tabuľky² horizontálny zemský povrch;
• µ je koeficient, ktorý určuje prechod od hmotnosti snehovej pokrývky na zemi k zaťaženiu snehom na strešnej krytine.

Hodnota koeficientu µ sa volí v závislosti od uhla sklonu sklonov strechy:

µ=1, ak uhly sklonu strechy nepresahujú 25°.

µ=0,7 v prípade, keď uhly sklonu svahov sú v rozsahu 25-60°.

Dôležité: ak sklon strechy prekročí 60 stupňov, pri výpočte systému krokiev sa neberie do úvahy hodnota zaťaženia snehovou pokrývkou.

Výpočet zaťaženia vetrom

Na výpočet projektovanej hodnoty priemerného zaťaženia vetrom v určitej výške nad úrovňou zeme sa používa nasledujúci vzorec:

W=Wo*k

Kde Wo je hodnota zaťaženia vetrom stanovená normami, prevzatá z tabuľky podľa oblasti vetra;

k - berúc do úvahy zmenu tlaku vetra v závislosti od výšky, koeficient vybraný z tabuľky v závislosti od oblasti, v ktorej sa stavba vykonáva:

1. Stĺpec "A" označuje hodnoty koeficientu pre oblasti, ako sú otvorené pobrežia nádrží, jazier a morí, tundra, stepi, lesostepi a púšte;
2. Stĺpec "B" obsahuje hodnoty pre mestské oblasti, zalesnené oblasti a iné oblasti rovnomerne pokryté prekážkami, ktoré sú vyššie ako 10 metrov.

Dôležité: typ terénu pri výpočte zaťaženia vetrom na streche sa môže líšiť v závislosti od smeru vetra použitého pri výpočte.

Výpočet sekcií krokiev a iných prvkov krokvového systému

Prierez krokiev závisí od nasledujúcich parametrov:

• Dĺžka krokiev;
• Krok, s ktorým sú inštalované krokvy rámového domu;
• Odhadovaná hodnota rôznych zaťažení v danej oblasti.

Údaje uvedené v tabuľke nie sú úplným výpočtom krokvového systému, odporúčajú sa použiť len pri výpočtoch, keď sa budú vykonávať nadkrokvové práce pre jednoduché strešné konštrukcie.

Hodnoty uvedené v tabuľke zodpovedajú maximálnemu možnému zaťaženiu systému krokiev pre moskovský región.

Pre krokvový systém uvádzame veľkosť ostatných konštrukčných prvkov krokiev:

• Mauerlat: tyče s prierezom 150x150, 150x100 alebo 100x100 mm;
• Diagonálne údolia a nohy: tyče s prierezom 200 x 100 mm;
• Chody: tyče s prierezom 200x100, 150x100 alebo 100x100 mm;
• Obláčiky: tyče s prierezom 150x50 mm;
• Priečky slúžiace ako podpery pre regály: tyče s prierezom 200x100 alebo 150x100 mm;
• Regály: tyče s prierezom 150x150 alebo 100x100 mm;
• Dosky rímsovej krabice, vzpery a kliny: tyče s prierezom 150x50 mm;
• Lemovanie a čelné dosky: rez (22-25) x (100-150) mm.

Príklad výpočtu krokvového systému

Uvádzame konkrétny príklad výpočtu krokvového systému. Ako počiatočné údaje berieme nasledovné:

• návrhové zaťaženie strechy je 317 kg/m²;
• štandardné zaťaženie je 242 kg/m²;
• uhol sklonu svahov je 30º;
• dĺžka rozpätia v horizontálnych projekciách je 4,5 metra, zatiaľ čo L₁ = 3 m, L₂ = 1,5 m;
• Krok inštalácie krokiev je 0,8 m.

Priečky sú pripevnené k nohám krokiev pomocou skrutiek, aby sa zabránilo „brúseniu“ jej koncov klincami. Z tohto hľadiska je hodnota ohybovej odolnosti oslabeného dreveného materiálu druhej triedy 0,8.

R_izg\u003d 0,8 x 130 \u003d 104 kg / cm².

Priamy výpočet krokvového systému:

• Výpočet zaťaženia pôsobiaceho na jeden meter lineárnej dĺžky krokvy:

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

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

• Ak sklon strešných svahov nepresahuje 30 stupňov, krokvy sa počítajú ako ohýbacie prvky.

Podľa toho sa vypočíta maximálny ohybový moment:

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

Poznámka: Znamienko mínus znamená, že smer ohybu je opačný k aplikovanému zaťaženiu.

• Ďalej sa vypočíta požadovaný požadovaný moment odolnosti proti ohybu pre krokvovú nohu:

W=M/R_izg = 21500/104 = 207 cm³

• Na výrobu krokiev sa zvyčajne používajú dosky, ktorých hrúbka je 50 mm. Vezmite šírku krokvy rovnú štandardnej hodnote, t.j. b = 5 cm.

Výška krokiev sa vypočíta pomocou požadovaného momentu odporu:

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

• Boli získané tieto rozmery krokvy: sekcia b \u003d 5 cm, výška h \u003d 16 cm. S ohľadom na rozmery reziva podľa GOST vyberieme najbližšiu veľkosť, ktorá vyhovuje týmto parametrom: 175x50 mm.
• Výsledná hodnota prierezu krokiev sa kontroluje na priehyb v rozpätí: L₁\u003d 300 cm. Prvým krokom je výpočet ramena krokvy daného úseku v momente zotrvačnosti:

J=bh³/12 = 5×17,5³/12 = 2233 cm³

Ďalej sa priehyb vypočíta v súlade s normami:

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

Nakoniec by sa mala vypočítať priehyb pod vplyvom štandardných zaťažení v tomto rozpätí:

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

Hodnota vypočítaného priehybu 1 cm je menšia ako hodnota štandardného priehybu 1,5 cm, preto je pre konštrukciu tohto krokvového systému vhodný skôr zvolený úsek dosiek (175x50 mm).

• Vypočítame silu pôsobiacu vertikálne pri zbiehaní nohy krokvy a vzpery:

N = q_R x L/2 + M x L/(L₁xL₂) = 254 x 4,5 / 2 – 215 x 4,5 / (3 x 1,5) = 357 kg

Toto úsilie sa potom rozloží na:

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

kde b = 49°, g = 79°, m = 30°. Tieto uhly sú zvyčajne nastavené vopred alebo vypočítané pomocou schémy budúcej strechy.

V súvislosti s malými zaťaženiami je potrebné konštruktívne pristupovať k výpočtu prierezu vzpery a skontrolovať jej prierez.

Ak sa ako vzpera použije doska, ktorej hrúbka je 5 cm a výška 10 cm (celková plocha je 50 cm²), potom sa kompresné zaťaženie, ktoré môže vydržať, vypočíta podľa vzorca:

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

Získaná hodnota je takmer 20-krát vyššia ako požadovaná hodnota, ktorá je 315 kg. Napriek tomu sa prierez vzpery nezmenší.

Navyše, aby sa zabránilo jej prevráteniu, budú k nej z oboch strán prišité tyče, ktorých prierez je 5x5 cm.Tento krížový úsek zvýši tuhosť vzpery.

• Ďalej vypočítame ťah vnímaný ťahom:

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

Hrúbka brvna je nastavená ľubovoľne, b = 2,5 cm Na základe vypočítanej pevnosti dreva v ťahu rovná 70 kg / cm², vypočítajte požadovanú hodnotu výšky sekcie (h):

h \u003d V / b x R_Preteky \u003d 207 / 2,5 x 70 \u003d 2 cm

Prierez zápasníka dostal pomerne malé rozmery 2x2,5 cm. Predpokladajme, že bude vyrobený z dosiek o veľkosti 100x25 mm a upevnený skrutkami s priemerom 1,4 cm. Pre výpočet je potrebné použiť vzorce používané pri výpočte skrutiek pre šmyk.

Potom sa berie hodnota pracovnej dĺžky tetrova (skrutka, ktorej priemer presahuje 8 mm) v závislosti od hrúbky dosky.

Výpočet únosnosti jednej skrutky sa vykonáva takto:

T_ch = 80 x d_ch x a \u003d 80x1,4x2,5 \u003d 280 kg

Upevnenie scrumu vyžaduje inštaláciu jednej skrutky (207/280).

Aby sa zabránilo rozdrveniu dreveného materiálu v mieste upevnenia skrutky, počet skrutiek sa vypočíta podľa vzorca:

T_ch = 25 x d_ch x a \u003d 25x1,4x2,5 \u003d 87,5 kg

V súlade so získanou hodnotou bude upevnenie poteru vyžadovať tri skrutky (207/87,5).

Dôležité: hrúbka uťahovacej dosky, ktorá je 2,5 cm, je zvolená na preukázanie výpočtu skrutiek. V praxi, aby sa použili rovnaké časti, hrúbka alebo časť utiahnutia zvyčajne zodpovedá parametrom krokiev.

• Nakoniec by sa malo prepočítať zaťaženie všetkých konštrukcií, pričom by sa mala odhadovaná vlastná hmotnosť zmeniť na vypočítanú. Na tento účel sa pomocou geometrických charakteristík prvkov krokvového systému vypočíta celkový objem reziva potrebného na inštaláciu krokvového systému.

Tento objem sa vynásobí hmotnosťou dreva, hmotnosťou 1 m³ čo je približne 500-550 kg. V závislosti od plochy strechy a sklonu krokiev sa vypočíta hmotnosť, ktorá sa meria v kg / m².

Krokvový systém poskytuje predovšetkým spoľahlivosť a pevnosť postavenej strechy, preto by sa jeho výpočet, ako aj rôzne súvisiace výpočty (napríklad výpočet krokiev a trámov) mali vykonávať kompetentne a starostlivo bez toho, aby sa museli najmenšia chyba.

Odporúča sa zveriť vykonávanie takýchto výpočtov odborníkom s potrebnými skúsenosťami a príslušnou kvalifikáciou.

Pomohol vám článok?