Dach domu to architektoniczne przedłużenie budynku, które kształtuje jego wygląd. Dlatego powinien być piękny i zgodny z ogólnym stylem budynku. Ale oprócz pełnienia funkcji estetycznych dach musi niezawodnie chronić dom przed deszczem, gradem, śniegiem, promieniowaniem ultrafioletowym i innymi czynnikami klimatycznymi, czyli tworzyć i chronić komfortowe warunki życia w domu. A jest to możliwe tylko przy odpowiednio wyposażonym systemie kratownicowym - podstawie dachu, którego obliczenia pożądane są na etapie projektowania.
Jakie czynniki są brane pod uwagę przy obliczaniu systemu kratownicowego
Obciążenia wpływające na system kratownicowy są klasyfikowane w następujący sposób.
- Zmienne - wpływają na system kratownicowy w określonym czasie. Na przykład obciążenia śniegiem wpływają na krokwie tylko zimą. W innych porach roku ich wpływ jest minimalny lub zerowy. Oprócz śniegu do tej grupy zalicza się obciążenia wiatrem, a także ciężar osób obsługujących dach – sprzątanie, odśnieżanie, naprawy itp.
Obciążenia śniegiem są zmienne, tzn. takie, które sezonowo wpływają na układ kratownicowy
- Trwały - oddziałuje na układ kratownicowy niezależnie od pory roku. Obejmuje to ciężar ciasta dachowego i dodatkowe wyposażenie, które planuje się zainstalować na dachu - elementy zatrzymujące śnieg, anteny, aeratory lub turbiny do wymuszonej wentylacji i inne urządzenia.
Stałe obciążenia krokwi obejmują ciężar pokrycia dachowego oraz dodatkowe wyposażenie zamontowane na dachu
- Siła wyższa - szczególny rodzaj ładunku brany pod uwagę w sytuacjach awaryjnych, aktywności sejsmicznej, zmian w strukturze gruntu, wybuchów lub pożarów.
Ponieważ śmiertelne uderzenia, a także ciężar ludzi i sprzętu dachowego, który nie wiadomo kiedy i co zostanie zainstalowany, są dość problematyczne do przewidzenia i obliczenia, robią to łatwiej - margines bezpieczeństwa 5-10 % jest dodawane do całkowitej wartości obliczonych obciążeń .
Samodzielne obliczenie systemu kratownicowego odbywa się według uproszczonej metody, ponieważ niemożliwe jest uwzględnienie czynników aerodynamicznych i korekcyjnych, zagięć dachu, znoszenia śniegu przez wiatr, jego nierównomiernego rozłożenia na powierzchni i innych czynników które w rzeczywistości wpływają na dach, bez znajomości teorii odporności materiałów jest niemożliwe.
Jedyną rzeczą do zapamiętania jest to, że maksymalne obciążenia obliczeniowe na więźbę dachową muszą być mniejsze niż maksymalne dopuszczalne przez normy.
Film: wybór tarcicy – na co zwrócić uwagę
Obliczanie obciążeń układu kratownicowego
Przy obliczaniu obciążeń ramy dachu należy kierować się normami, w szczególności SNiP 2.01.07-85 „Obciążenia i skutki” ze zmianami i dodatkami, SNiP II-26-76„Dachy ", SP 17.13330.2011 "Dachy" - zaktualizowana wersja SNiP II-26-76 i SP 20.13330.2011.
Obliczanie obciążenia śniegiem
Obciążenie dachu od opadów śniegu oblicza się ze wzoru S=µ∙Sg gdzie:
- S - obliczeniowe obciążenie śniegiem, kg/m²;
- µ - współczynnik korygujący zależny od nachylenia dachu i przyjęty dla przejścia od ciężaru pokrywy śnieżnej na gruncie do obciążenia nawierzchni;
- Sg - obciążenie normatywne dla danego regionu, określone na specjalnej mapie zawartej w zbiorze zasad pod numerem 20.13330.2011.
Całe terytorium naszego kraju podzielone jest na kilka regionów, w każdym z których standardowa wartość obciążenia śniegiem ma stałą wartość
Nominalne wartości obciążenia śniegiem określono na podstawie poniższej tabeli.
Tabela: normatywne wartości obciążenia śniegiem w zależności od regionu
| Numer regionu | Ja | II | III | IV | V | VI | VII | VII |
| Sg, kg/m² | 80 | 120 | 180 | 240 | 320 | 400 | 480 | 560 |
Do obliczeń musisz znać współczynnik µ, który zależy od nachylenia zboczy. Dlatego przede wszystkim musisz określić kąt nachylenia α.
Przed wykonaniem systemu kratownicowego należy obliczyć obciążenie śniegiem dla danego obszaru, używając standardowych danych i współczynnika korygującego w zależności od kąta nachylenia dachu
Nachylenie dachu określa się metodą obliczeniową na podstawie żądanej wysokości poddasza / pomieszczenia na poddaszu H i rozpiętości przęsła L. Ze wzoru na obliczenie trójkąta prostokątnego tangens kąta nachylenia wynosi równy stosunkowi wysokości skarpy od kalenicy do belek stropowych do połowy rozpiętości przęsła, tj. tg α=H / (1/2 ∙ L).
Wartość kąta według tangensa jest określana ze specjalnej tabeli referencyjnej.
Tabela: wyznaczanie kąta na podstawie tangensa
| tg α | α, st. |
| 0.27 | 15 |
| 0.36 | 20 |
| 0.47 | 25 |
| 0.58 | 30 |
| 0.7 | 35 |
| 0.84 | 40 |
| 1 | 45 |
| 1,2 | 50 |
| 1,4 | 55 |
| 1.73 | 60 |
| 2,14 | 65 |
Współczynnik µ oblicza się w następujący sposób:
- dla α ≤ 30° µ=1;
- jeśli 30°<α<60°, µ=0,033 ∙ (60 - α);
- gdy przyjmuje się, że α ≥ 60° µ wynosi 0, tzn. obciążenie śniegiem nie jest brane pod uwagę.
Rozważmy algorytm obliczania obciążenia śniegiem na przykładzie. Załóżmy, że w Permie budowany jest dom o wysokości kalenicy 3 m i rozpiętości 7,5 m.
- Z mapy obciążeń śniegiem wynika, że Perm znajduje się w piątym regionie, gdzie Sg=320 kg/m².
- Oblicz kąt nachylenia dachu tg α=Н / (1/2 ∙ L)=3 /(1/2 ∙ 7,5)=0,8. Z tabeli widzimy, że α ≈ 38°.
- Ponieważ kąt α mieści się w przedziale od 30 do 60°, współczynnik korygujący jest określony wzorem µ=0,033 ∙ (60 - α)=0,033 ∙ (60 - 38)=0,73.
- Znajdź wartość obliczonego obciążenia śniegiem S=µ ∙ Sg=0,73 ∙ 320 ≈ 234 kg/m².
Tym samym maksymalne możliwe (obliczone) obciążenie śniegiem okazało się mniejsze od maksymalnego dopuszczalnego zgodnie z normami, co oznacza, że obliczenia zostały wykonane prawidłowo i są zgodne z wymogami aktów prawnych.
Obliczanie obciążenia wiatrem
Wpływ wiatru na budynek składa się z dwóch składowych – wartości statycznej średniej i dynamicznej pulsującej: W=Wm+ Wp, gdzie Wm- średnie obciążenie, Wp - pulsujące. SNiP 2.01.07-85 pozwala nie uwzględniać pulsującej części obciążenia wiatrem dla budynków o wysokości do 40 m, pod warunkiem, że:
- stosunek wysokości do rozpiętości mniejszy niż 1,5;
- budynek znajduje się w mieście, lesie, na wybrzeżu, w stepie lub tundrze, czyli należy do kategorii „A” lub „B” zgodnie ze specjalną tabelą poniżej.
Na tej podstawie obciążenie wiatrem jest określane za pomocą wzoru W=Wm=Wo ∙ k ∙ c, gdzie :
- Wm - obciążenie standardowe elementów konstrukcyjnych budynku na określonej wysokości (Z) od podłoża;
- Wo - normatywne ciśnienie wiatru, określone zgodnie ze strefową mapą obciążeń wiatrem i punktem 6.5 SNiP 2.01.07-85;
Każda osada należy do jednego z ośmiu regionów, w których normatywna wartość obciążenia wiatrem jest ustalana na podstawie wyników wieloletnich obserwacji
- k - współczynnik uwzględniający zmianę obciążenia wiatrem na wysokości dachu dla określonego rodzaju terenu;
- c - współczynnik aerodynamiczny, który przyjmuje wartość w zależności od kształtu budynku od -1,8 (wiatr unosi dach) do 0,8 (napiera wiatr na dach).
Tabela: wartość współczynnika k dla różnych typów terenu
| Wysokość budynku Z, m | Współczynnik K dla różnych rodzajów terenu | ||
| A | B | С | |
| ≤ 5 | 0.75 | 0.5 | 0.4 |
| 10 | 1.0 | 0.65 | 0.4 |
| 20 | 1.25 | 0.85 | 0.55 |
| 40 | 1.5 | 1,1 | 0.8 |
| 60 | 1,7 | 1,3 | 1.0 |
| 80 | 1.85 | 1.45 | 1,15 |
| 100 | 2.0 | 1,6 | 1.25 |
| 150 | 2.25 | 1,9 | 1.55 |
| 200 | 2.45 | 2,1 | 1.8 |
| 250 | 2.65 | 2,3 | 2.0 |
| 300 | 2.75 | 2.5 | 2,2 |
| 350 | 2.75 | 2.75 | 2.35 |
| ≥480 | 2.75 | 2.75 | 2.75 |
| Uwaga:" A" - otwarte wybrzeża mórz, jezior i zbiorników wodnych, a także pustynie, stepy, lasostepy, tundra;" B" - tereny miejskie, leśne i inne tereny równomiernie pokryte przeszkodami o wysokości powyżej 10 m;" C" - tereny miejskie z zabudową o wysokości powyżej 25 m . | |||
Siły wiatru czasami osiągają znaczne wartości, dlatego przy budowie dachu należy zwrócić szczególną uwagę na mocowanie nóg krokwi do podłoża, szczególnie w narożach budynku i obrysie zewnętrznym.
Tabela: standardowe ciśnienie wiatru według regionu
| Rejony wiatrowe | Ja | Ja | II | III | IV | V | VI | VII |
| Wo, kPa | 0.17 | 0.23 | 0.30 | 0.38 | 0.48 | 0.60 | 0.73 | 0.85 |
| Wo, kg/m² | 17 | 23 | 30 | 38 | 48 | 60 | 73 | 85 |
Wracając do naszego przykładu i dodając dane początkowe - wysokość domu (od ziemi do kalenicy) wynosi 6,5 m. Wyznaczmy obciążenie wiatrem układu kratownicowego.
- Sądząc po mapie obciążeń wiatrem, Perm należy do drugiego regionu, dla którego Wo=30 kg/m².
- Załóżmy, że na terenie zabudowy nie ma wieżowców o wysokości powyżej 25 m. Wybieramy kategorię terenu „B” i przyjmujemy k równe 0,65.
- Indeks aerodynamiczny c=0,8. Taki wskaźnik nie został wybrany przypadkowo - po pierwsze obliczenia są wykonywane według uproszczonego schematu w kierunku wzmocnienia konstrukcji, a po drugie kąt nachylenia zboczy przekracza 30 °, co oznacza, że \u200b\u200bwieje wiatr dach (klauzula 6.6 SNiP 2.01.07-85), dzięki czemu bierzemy za podstawę największą wartość dodatnią.
- Nominalne obciążenie wiatrem na wysokości 6,5 m nad ziemią wynosi Wm=Wo ∙ k ∙ c=30 ∙ 0,65 ∙ 0,8=15,6 kg/m².
Oprócz obciążenia śniegiem i wiatrem, tworzenie się lodu i wahania temperatur klimatycznych mogą wywierać nacisk na system krokwi. Jednak w budownictwie niskim obciążenia te są nieznaczne, ponieważ zwykle nie ma urządzeń antenowo-masztowych, które leżą u podstaw obliczeń sił lodowych na dachach prywatnych domów, a system kratownicowy jest chroniony przed nagłymi zmianami temperatury przez nowoczesne powłoki, które mają wysoką mrozoodporność i odporność na ciepło.Z tego powodu obciążenia lodowe i klimatyczne nie są obliczane podczas budowy domów prywatnych.
Obliczanie obciążenia systemu wiązarów z ciężaru dachu
Zanim obliczysz obciążenie krokwi na podstawie ciężaru dachu, rozważ jego konstrukcję - placek dachowy, którego warstwy to różne materiały wywierające nacisk na krokwie.
Standardowy tort dachowy składa się z:
- materiał pokrywający;
- hydroizolacja ułożona wzdłuż górnej krawędzi krokwi;
- relingi podtrzymujące materiał hydroizolacyjny i tworzące kanał wentylacyjny;
- skrzynie wypchane przez barierki;
- izolacja układana między krokwiami przy układaniu ciepłego dachu oraz poziomo między belkami stropowymi przy zimnych dachach poddasza;
- paroizolacja, rama nośna i materiał poszycia.
Warstwy papy znajdujące się na krokwiach wywierają nacisk na ramę krokwi i są uwzględniane przy obliczaniu jej nośności
W przypadku niektórych rodzajów powłok, takich jak dachówka bitumiczna, do ciasta dachowego dodawana jest wykładzina dywanowa oraz podłoga lita ze sklejki wodoodpornej lub płyty wiórowej.
Zgodnie z uproszczoną metodą obliczeń, wszystkie warstwy ciasta dachowego są traktowane jako podstawa do ciężaru dachu. Oczywiście taki schemat prowadzi do wzmocnienia konstrukcji, ale jednocześnie do wzrostu kosztów budowy, ponieważ nie wszystkie materiały wywierają nacisk na krokwie, ale tylko te, które są układane na krokwiach - pokrycia dachowe, poszycie i kontrłaty, hydroizolacje, a także wykładziny dywanowe i podłogowe, jeśli przewiduje projekt. Dlatego, aby zaoszczędzić pieniądze bez uszczerbku dla niezawodności i wytrzymałości, można bezpiecznie wziąć pod uwagę tylko tę część dachu.
Ocieplenie obciąża krokwie tylko w dwóch przypadkach:
- przy układaniu całego ocieplenia lub dodatkowej warstwy wzdłuż górnej krawędzi krokwi jako alternatywa lub uzupełnienie ułożenia materiału termoizolacyjnego między krokwiami;
Zbrojona izolacja termiczna wzdłuż krokwi pozwala całkowicie pozbyć się mostków termicznych, ale stwarza dodatkowe obciążenie dla pokrycia dachowego
- przy układaniu konstrukcji dachu z krokwiami otwartymi, co pozwala nie tylko w jak największym stopniu wyeliminować mostki termiczne, ale także wykorzystać krokwie jako element dekoracyjny w aranżacji pomieszczenia na poddaszu.
Celowo otwarte krokwie dodają pomieszczeniu objętości i nadają mu pełni, funkcjonalności i niepowtarzalnego uroku
Nie zapomnij o elementach mocujących do mocowania mechanicznego, a także o klejach mastyksowych do ciągłego lub częściowego klejenia warstw ciasta. Mają też ciężar i wywierają nacisk na krokwie. SP 17.13330.2011 jest poświęcony obliczeniu wykładziny dachowej pod kątem siły przyczepności między warstwami. Ale jest zwykle używany przez projektantów, a do niezależnych obliczeń wystarczy dodać margines bezpieczeństwa 5-10% do ostatecznej wartości, o której mówiliśmy na początku artykułu.
Deweloperzy planując budowę zwykle już na początkowym etapie mają pomysł, jakie pokrycie zostanie położone na dachu i jakie materiały zostaną użyte do jego budowy. Dlatego możesz wcześniej sprawdzić wagę ciasta dachowego, korzystając z instrukcji producenta i specjalnych tabel referencyjnych.
Tabela: średnia waga niektórych rodzajów dachu
| Nazwa materiału | Waga, kg/m² |
| Ondulina | 4-6 |
| Płytki bitumiczne | 8-12 |
| Łupek | 10-15 |
| Płytki ceramiczne | 35-50 |
| Profilowanie | 4-5 |
| Płytki cementowo-piaskowe | 20-30 |
| Dachówka metalowa | 4-5 |
| Łupek | 45-60 |
| Szorstka podłoga | 18-20 |
| Krokwie i płatwie drewniane laminowane | 15-20 |
| Wiszące krokwie do dachów zimnych | 10-15 |
| Skrzynia i kontr-skrzynia z drewna | 8-12 |
| Asf alt | 1-3 |
| Izolatory polimerowo-bitumiczne | 3-5 |
| Rooferoid | 0.5-1.7 |
| Folie izolacyjne | 0.1-0.3 |
| Płyty gipsowe | 10-12 |
Aby określić obciążenie z dachu na ramę kratownicy (P), wymagane wskaźniki są sumowane. Na przykład standardowy dach skośny wykonany z onduliny będzie wywierał nacisk na system krokwi równy ciężarowi onduliny, hydroizolacji polimerowo-bitumicznej, łat i kontrłat. Biorąc średnie wartości z tabeli, otrzymujemy, że P=5 + 4 +10=19 kg/m².
Masa ocieplenia podana jest również w dokumentach towarzyszących, jednak do obliczenia obciążenia wymagane jest obliczenie wymaganej grubości warstwy ocieplenia. Określa to wzór Т=R ∙ λ, gdzie:
- Т - grubość materiału termoizolacyjnego;
- R - opór cieplny znormalizowany dla danego regionu zgodnie z mapą dołączoną do SNiP II-3-79;
Mapa znormalizowanego oporu cieplnego jest bardzo ważna przy obliczaniu grubości ocieplenia, ponieważ pomaga dobrać odpowiedni materiał termoizolacyjny, zmniejszyć straty ciepła i poprawić mikroklimat w domu
- λ - współczynnik przewodności cieplnej izolacji.
W przypadku niskiego budownictwa prywatnego współczynnik oporu cieplnego zastosowanych materiałów termoizolacyjnych nie powinien przekraczać 0,04 W/m∙°C.
Dla jasności użyjmy ponownie naszego przykładu. Dach wyposażamy w ozdobne krokwie, gdy wszystkie warstwy ciasta dachowego są ułożone na wierzchu i są brane pod uwagę przy obliczaniu obciążenia systemu krokwi.
- Oblicz grubość izolacji, na przykład rolka wełny mineralnej Isover Classic o współczynniku przewodności cieplnej 0,04. Na mapie wyznaczamy standardowy opór cieplny dla Perm - wynosi on 4,49 i T=4,49 ∙ 0,04=0,18 m.
- W charakterystyce technicznej materiału wybierz maksymalną gęstość równą 11 kg/m³.
- Określ obciążenie izolacji na system krokwi
- Obliczamy całkowite obciążenie dachu onduliny na system wiązarów, biorąc pod uwagę ciężar ocieplenia, a także paroizolacji i suchej zabudowy wykończeniowej: P=5 + 4 + 10 + 2 + 0,2 + 11=32,2 ≈ 32 kg/m² .
- Jeśli do wyniku dodamy ciężar krokwi, otrzymamy obciążenie dachu na podstawę systemu krokwi - Mauerlat, ponieważ wszystkie konstrukcje dachu wywierają na niego nacisk: P=32 + 20=52 kg / m².
Podczas układania papy na krokwiach do obliczenia wytrzymałości uwzględnia się wagę wszystkich warstw, w tym paroizolacji i wykończenia wnętrz
Podsumowując: dach z onduliny wywiera na Mauerlat obciążenie równe 52 kg/m². Nacisk na krokwie w zależności od konfiguracji dachu wynosi 19 kg/m² przy tradycyjnej konstrukcji spadzistej i 32 kg/m² przy otwartych krokwiach dekoracyjnych. Na koniec wyznaczamy całkowite obciążenie Q, uwzględniając składowe śniegu i wiatru:
- na systemie kratownicowym (zwykła konfiguracja spadzista) - Q=234 + 15,6 + 19=268,6 kg / m². Z marginesem bezpieczeństwa 10% Q=268,6 ∙1,1=295,5 kg/m²;
- na Mauerlat - Q=234 + 15,6 + 54=303,6 kg / m². Dodajemy margines bezpieczeństwa i otrzymujemy, że Q \u003d 334 kg / m².
Obliczanie długości i przekroju elementów konstrukcji dachu
Głównymi elementami nośnymi konstrukcji dachu są krokwie, mauerlat i belki stropowe.
Definiuj parametry krokwi
Długość krokwi można obliczyć za pomocą twierdzenia Pitagorasa dla trójkąta złożonego z nogi krokwi, wysokości do kalenicy i połowy rozpiętości budynku.
Przy obliczaniu długości krokwi do wartości obliczonej z twierdzenia Pitagorasa należy dodać szerokość nawisu gzymsu oraz co najmniej 3 cm na planowany odpływ zewnętrzny
W naszym przykładzie długość krokwi będzie wynosić c=√(a² + b²)=√(3² + 3,75²)=√23 ≈ 4,8 m. Do uzyskanej wartości dodaj szerokość zwis gzymsu, na przykład 50 cm, i co najmniej 30 cm na organizację odpływu zewnętrznego. Całkowita długość krokwi wynosi 4,8 m + 0,5 m + 0,3 m=5,6 m.
Obliczamy przekrój tarcicy do produkcji nóg krokwi, skupiając się na wartościach uzyskanych w wyniku obliczeń:
- kąt pochylenia α=38°;
- rozstaw krokwi A=0,8 m - standard dla rozpiętości przęsła 6-8 m;
- długość krokwi wynosi 5,6 m, natomiast jej przekrój roboczy Lmaxprzyjmiemy jako 3,5 m;
Aby obliczyć przekrój, na którym krokwie nie uginają się pod obciążeniem, należy wybrać maksymalny możliwy przekrój roboczy krokwi - odległość od belki stropowej do dokręcenia
- materiał na krokwie - sosna pierwszego gatunku o promieniu gięcia Rgięcie=140 kg/cm;
- prosty dach dwuspadowy z powłoką z onduliny;
- całkowite obciążenie systemu kratownicowego Q=295,5 kg/m².
Zasada obliczeń będzie następująca.
- Wyznacz obciążenie przypadające na metr bieżący każdej nogi krokwi, korzystając ze wzoru → Qr=A ∙ Q=0,8 ∙ 295,5=236,4 kg/m.
W celu prawidłowego doboru przekroju drewna należy najpierw określić obciążenie każdej nogi krokwi, które jest równe ciężarowi elementów znajdujących się nad nią
- Znajdź grubość i szerokość deski. Skupiamy się tutaj na grubości izolacji, która w tradycyjnych konstrukcjach dachowych umieszczana jest między krokwiami. Grubość wybranego przez nas izolatora rolkowego z wełny mineralnej wynosi 18 cm, co oznacza, że szerokość deski na krokwie musi być co najmniej tą wartością, czyli co najmniej 20 cm Następnie zgodnie z tabelą norm rozmiarów tarcicy dobieramy odpowiednią grubość deski odpowiadającą temu parametrowi. Przyjmujemy najczęściej spotykaną grubość 50 mm.
- Sprawdź, czy wybrana sekcja jest poprawna, spełniając nierówność (3,125 ∙ Qr∙ (Lmax³)) / ( B ∙ H³) ≤ 1, gdzie Qrto obciążenie rozłożone w kg/m, Lmax to długość robocza krokwi w metrach , B to grubość, a H to szerokość desek w centymetrach. Podstawiamy wartości cyfrowe: (3,125 ∙ 236,4 ∙ (3,5³)) / (5 ∙ 20³)=0,79 ≤ 1, czyli warunek wytrzymałości dla naszego przykładu jest spełniony, nawet z dobrym marginesem.Dlatego prawidłowo dobrano przekrój deski 50x200 mm dla wybranego rozstawu krokwi 0,8m.
Jeśli nierówność nie jest spełniona, możesz:
- zwiększ grubość deski;
- zmniejszyć nachylenie krokwi, choć nie zawsze jest to wygodne;
- zmniejszyć powierzchnię roboczą nóg krokwi, jeśli pozwala na to konfiguracja dachu;
- zrób szelki.
Film: obliczenie przekroju i skoku krokwi
Oczywiście zwiększenie przekroju prowadzi do zwiększenia objętości tarcicy i wzrostu kosztu dachu, dlatego budowa rozpórek na dachach o dużych rozpiętościach jest czasami znacznie bardziej wydajna. Ponadto drewno na krokwie można wykorzystać w jeszcze inny sposób – w celu zwiększenia nachylenia dachu, a tym samym zmniejszenia obciążenia śniegiem. Ale wszystkie metody oszczędzania na konstrukcjach dachowych nie powinny być sprzeczne ze stylem architektonicznym domu.
Regały i zastrzały nadają konstrukcji krokwi dodatkową sztywność i stabilność, co jest szczególnie ważne przy dachach o dużej rozpiętości
Tabela: certyfikat tarcicy iglastej wg GOST 24454-80
| Grubość płyty, mm | Szerokość deski, mm | ||||||||
| 16 | 75 | 100 | 125 | 150 | - | - | - | - | - |
| 19 | 75 | 100 | 125 | 150 | 175 | - | - | - | - |
| 22 | 75 | 100 | 125 | 150 | 175 | 200 | 225 | - | - |
| 25 | 75 | 100 | 125 | 150 | 175 | 200 | 225 | 250 | 275 |
| 32 | 75 | 100 | 125 | 150 | 175 | 200 | 225 | 250 | 275 |
| 40 | 75 | 100 | 125 | 150 | 175 | 200 | 225 | 250 | 275 |
| 44 | 75 | 100 | 125 | 150 | 175 | 200 | 225 | 250 | 275 |
| 50 | 75 | 100 | 125 | 150 | 175 | 200 | 225 | 250 | 275 |
| 60 | 75 | 100 | 125 | 150 | 175 | 200 | 225 | 250 | 275 |
| 75 | 75 | 100 | 125 | 150 | 175 | 200 | 225 | 250 | 275 |
| 100 | - | 100 | 125 | 150 | 175 | 200 | 225 | 250 | 275 |
| 125 | - | - | 125 | 150 | 175 | 200 | 225 | 250 | - |
| 150 | - | - | - | 150 | 175 | 200 | 225 | 250 | - |
| 175 | - | - | - | - | 175 | 200 | 225 | 250 | - |
| 200 | - | - | - | - | - | 200 | 225 | 250 | - |
| 250 | - | - | - | - | - | - | - | 250 | - |
Istnieje jeszcze jedna uproszczona wersja obliczania przekroju desek na nogi krokwi na podstawie kąta nachylenia, dowolnej grubości i promienia gięcia drewna. W tym przypadku szerokość deski oblicza się ze wzorów:
- H ≥ 8,6 ∙ Lmax∙ √(Qr/ (B ∙ Rzgięcie)) dla α ≤ 30°;
- H ≥ 9,5 ∙ Lmax∙ √(Qr/ (B ∙ Rzgięcie)) dla α>30°.
Tutaj H - szerokość przekroju (cm), Lmax- maksymalna długość robocza krokwi (m), B - dowolna grubość deski (cm), Rbend- wytrzymałość drewna na zginanie (kg/cm), Qr - obciążenie rozłożone (kg/m).
Spójrzmy ponownie na nasz przykład. Ponieważ mamy kąt pochylenia większy niż 30°, używamy drugiego wzoru, w którym podstawiamy wszystkie wartości: H ≥ 9,5 ∙ Lmax∙ √(Qr/ (B ∙ Rbend))=9,5 ∙ 3,5 ∙ √ (236,4 / (5 ∙ 140))=19,3 cm, tj. H ≥ 19,3 cm. szerokość wg tabeli 20 cm Według naszych danych grubość ocieplenia to 18 cm, więc obliczona szerokość deski krokwiowej jest wystarczająca.
Film: obliczenia systemu krokwi
Obliczanie belek stropowych i Mauerlat
Po zajęciu się krokwiami zwróćmy uwagę na belki Mauerlat i stropowe, których zadaniem jest równomierne rozłożenie obciążenia z dachu na konstrukcje nośne budynku.
Mauerlat to główny element dachu, który poddawany jest naciskowi przez całą konstrukcję więźby, dzięki czemu musi wytrzymać imponujący ciężar i równomiernie rozłożyć go na ścianach budynku
Nie ma specjalnych wymagań co do wymiarów belek Mauerlat i belek stropowych, więc możesz skorzystać z poniższej tabeli do obliczeń, przeliczając pełne obciążenie konkretnego budynku.
Tabela: przekrój belki do układania belek stropowych i Mauerlat
| Krok instalacji belki, m | Przekrój belek dla Mauerlat i belek stropowych w zależności od rozpiętości przęseł i stopnia montażu belek przy pełnym obciążeniu 400 kg/m² | |||||||||
| 2.0 | 2.5 | 3.0 | 4.0 | 4.5 | 5.0 | 5.5 | 6.0 | 6.5 | 7.0 | |
| 0.6 | 75X100 | 75X150 | 75X200 | 100X200 | 100X200 | 125x200 | 150x200 | 150X225 | 150x250 | 150x300 |
| 1.0 | 75X150 | 100x150 | 100X175 | 125x200 | 150x200 | 150X225 | 150x250 | 175x250 | 200x250 | 200X275 |
W naszym przykładzie całkowite obciążenie Mauerlat wynosi 334 kg / m², więc dostosujemy dane w tabeli do naszych wskaźników: 334 / 400=0,835.
Mnożymy ten współczynnik osobno przez grubość i szerokość wybranych desek, biorąc za podstawę wartość tabelaryczną 150X300, zbliżoną do długości naszego przęsła: 0,835 ∙ 150=125,25 i 0,835 x 300=250,5.W rezultacie uzyskujemy tarcicę niezbędną do Mauerlat o przekroju 125X250 mm (wymiary można lekko zaokrąglić w dół, biorąc pod uwagę dziesięcioprocentowy margines bezpieczeństwa). Belki stropowe z wyznaczonym krokiem montażu są obliczane w ten sam sposób.
Jeżeli belki stropowe są solidnie zamocowane i posiadają podpory, można na nich zamontować krokwie, ale w każdym przypadku należy najpierw obliczyć, ile są w stanie utrzymać ciężar całego dachu
Wideo: obliczenie belek na zginanie
Obliczanie nachylenia i liczby krokwi
Odległość między sąsiednimi krokwiami nazywamy stopniem. Jest to bardzo znaczący wskaźnik, od którego zależą wszystkie prace dekarskie - układanie materiałów izolacyjnych, wypychanie łat, mocowanie pokrycia dachowego. Ponadto precyzyjnie obliczony skok krokwi przyczynia się do oszczędności w konstrukcji dachu i bezpieczeństwa w jego dalszej konserwacji, nie mówiąc już o wytrzymałości i trwałości konstrukcji.
Im dokładniej wyznaczony zostanie skok krokwi, tym bardziej niezawodna będzie więźba dachowa
Łatwo obliczyć skok krokwi. W Internecie jest wiele kalkulatorów, które mogą ułatwić zadanie i obliczyć ramę kratownicy. Ale spróbujemy to zrobić ręcznie, przynajmniej po to, aby mieć podstawowe pojęcie o systemie kratownicowym io tym, co się z nim dzieje podczas eksploatacji.
Film: jaki powinien być rozstaw krokwi
Położenie nóg krokwi zależy od wielu parametrów, takich jak:
- konfiguracja dachu - prosty jednospadowy lub złożony wielospadowy;
- kąt pochylenia;
- łączne ładunki;
- rodzaj izolacji;
- konstrukcja systemu krokwi - krokwie warstwowe wiszące lub łączone;
- rodzaj skrzyni - pełna lub rzadka;
- przekrój desek na krokwie i łatę.
Krowie są prawie w każdym budynku, nawet jeśli jest to klasyczna pergola, gdzie pełnią w większym stopniu misję estetyczną, dlatego ich stopień jest dobierany arbitralnie.
Nawet najprostsze budynki mają krokwie, ale służą głównie celom dekoracyjnym, dlatego stopień krokwi dobierany jest arbitralnie, biorąc pod uwagę styl budynku
Budynki mieszkalne, których dachy wytrzymują duże obciążenia, to inna sprawa. Tutaj musisz podejść do obliczeń konstruktywnie, biorąc pod uwagę wszystkie wskaźniki wpływające na siłę:
- liczba krokwi obliczana jest ze wzoru długość ściany / stopień wstępny krokwi + 1, liczba ułamkowa jest zaokrąglana w górę;
- ostatni krok wyznaczamy dzieląc długość ściany przez liczbę krokwi.
Przyjmujemy za podstawę zalecany optymalny rozstaw krokwi 1 m. Wówczas dla ścian o długości 7 m potrzebne będzie 8 par krokwi: 7 / 1 + 1=8, które będą montowane w odstępach co 7 / 8=0,875 m.
Oczywiście można zwiększyć rozstaw krokwi i zaoszczędzić na materiałach montując ich mniej i wzmacniając konstrukcję skrzynią. Ale tutaj należy wziąć pod uwagę regionalne obciążenia klimatyczne, a także ciężar wykładziny podłogowej - w regionach z częstymi porywistymi wiatrami i dużymi opadami śniegu skok krokwi należy zmniejszyć do 0,6-0,8 m. Dotyczy to również ciężkich powłoki, takie jak płytki ceramiczne. Ponadto na terenach zaśnieżonych od strony nawietrznych dopuszcza się montowanie krokwi pojedynczych, natomiast od strony zawietrznej, gdzie tworzy się worek śnieżny, zaleca się montaż konstrukcji parowych lub wypełnienie ciągłej skrzyni.
Prawidłowe splatanie krokwi na szerokość (zbrojenie) gwarantuje bezpieczeństwo systemu krokwi w różnych warunkach eksploatacji
Film: zbrojenie krokwi
Ale przy nachyleniu większym niż 45 ° odległość między krokwiami można zwiększyć do 1,5 m, ponieważ pokłady śniegu nie boją się stromych zboczy, śnieg spada pod własnym ciężarem z dachu.Dlatego przy samodzielnym obliczaniu systemu kratownicowego należy korzystać z map wiatrowych i śniegowych, a nie polegać tylko na własnej opinii.
W regionach ośnieżonych z umiarkowanymi wiatrami pożądane jest wykonanie stromych zboczy, co zmniejszy obciążenie dachu śniegiem w wyniku samoistnego zwijania się śniegu
W dużej mierze jakość tarcicy, jej odporność na zginanie oraz wybrany przekrój wpływa na skok krokwi. Najczęściej do urządzenia systemu nośnego stosuje się drewno iglaste, którego właściwości i cechy są określone w dokumentach regulacyjnych. W przypadku ramy wykonanej z innych gatunków drzew należy zastosować współczynnik konwersji wskazany w tabeli 9 książki A. A. Savelyeva „Konstrukcje dachowe. Systemy krokwiowe” (2009). Jeśli chodzi o proporcjonalność skoku krokwi i przekroju, im dłuższe nogi krokwi, tym większy powinien być przekrój desek lub bali, a skok powinien być mniejszy.
Odległość między krokwiami zależy również od wyboru pokrycia dachowego, rodzaju łat pod nim, wielkości ocieplenia, odległości między belkami stropowymi i zaciągnięciami, a także od obciążeń na krokwie. Konieczne jest uwzględnienie wszystkich niuansów i poświęcenie większej ilości czasu na obliczenia, aby dalsze prace przy montażu dachu przebiegały sprawnie.
Korzystanie z automatycznych systemów obliczania dachu
Obliczenia układu kratownicowego na pierwszy rzut oka wydają się zagmatwane i trudne z wieloma niezrozumiałymi terminami. Ale jeśli zagłębisz się w to dokładnie i pamiętasz szkolny kurs matematyki, wszystkie formuły są całkiem zrozumiałe nawet dla osoby bez specjalistycznego wykształcenia. Jednak wielu woli proste programy online, w których wystarczy wprowadzić dane do formularza i uzyskać wynik.
Film: obliczenie dachu za pomocą darmowego kalkulatora
Do głębszych obliczeń jest specjalne oprogramowanie, wśród których na uwagę zasługują AutoCAD, SCAD, 3D Max oraz darmowe oprogramowanie Arkon.
Film: obliczenie dachu poddasza w programie SCAD - dobór przekrojów elementów
Rolą konstrukcji kratownicowej jest utrzymanie ciężaru wszystkich obciążeń, równomierne ich rozłożenie i przeniesienie na ściany i fundament. Dlatego niezawodność, bezpieczeństwo, długowieczność i atrakcyjność całej konstrukcji zależą od przemyślanego podejścia do obliczeń. Tylko dzięki zrozumieniu szczegółów układania ramy kratownicy możesz samodzielnie poradzić sobie z obliczeniami lub przynajmniej sprawdzić rzetelność swoich wykonawców i projektantów, aby z niewiedzy nie przepłacać. Powodzenia.