Розрахунок крокв і балок перекриття

 Розрахунок крокв і балок перекриття

Перш ніж приступати до будівництва даху, звичайно, бажано, щоб її кроквяна система була розрахована на міцність. Відразу після публікації минулого статті "Двосхилий дах будинку своїми руками", мені на пошту стали приходити питання, що стосуються вибору перерізу крокв і балок перекриття.

Так, розібратися в цьому питанні на теренах нашого всіма улюбленого інтернету дійсно досить не просто. Інформації на цю тему дуже багато, але вона як завжди настільки розрізнена і іноді навіть суперечлива, що недосвідченій людині, який у своєму житті можливо навіть і не стикався з таким предметом як "опір матеріалів" (пощастило ж комусь), легко заплутатися в цих нетрях.

Я, в свою чергу, спробую зараз скласти покроковий алгоритм, який допоможе Вам самостійно розрахувати кроквяну систему своєї майбутньої даху і нарешті позбавитися від постійних сумнівів - а раптом не витримає, а раптом розвалиться. Відразу скажу, що заглиблюватися в терміни та різні формули я не буду. Ну навіщо? На світі стільки корисних і цікавих речей, якими можна забити собі голову. Адже Нам треба просто побудувати дах і забути про неї.

Весь розрахунок буде описаний на прикладі двосхилим даху, про яку я писав у попередній статті.

Отже, Крок № 1:

Визначаємо снігове навантаження на дах. Для цього нам знадобиться карта снігових навантажень РФ. Щоб збільшити зображення, клацніть на ній мишею. Нижче я дам посилання, за якою її можна буде завантажити собі на комп'ютер.

По цій карті визначаємо номер снігового регіону, в якому ми будуємо будинок і з нижченаведеної таблиці вибираємо відповідну цьому регіону снігове навантаження (S, кг/м2):

Якщо Ваше місто знаходиться на кордоні регіонів, вибирайте більше значення навантаження. Коригувати отриману цифру в залежності від кута нахилу скатів нашої даху не потрібно. Програма, якою ми будемо користуватися зробить це сама.

Припустимо в нашому прикладі ми будуємо будинок у Підмосков'ї. Москва знаходиться в 3 сніговій регіоні. Навантаження для нього становить 180 кг/м2.

Крок №2:

Визначаємо вітрове навантаження на дах. Для цього нам знадобиться карта вітрових навантажень РФ. Її також можна буде завантажити за посиланням нижче.

По цій карті також вибираємо відповідний номер регіону і визначаємо для нього значення вітрового навантаження (значення показані в лівому нижньому куті):

Далі отриману цифру потрібно помножити на поправочний коефіцієнт "k", який в свою чергу визначається по таблиці:

Тут стовпчик А - відкриті узбережжя морів, озер і водосховищ, пустелі, степу, лісостепу і тундри; стовпець У - міські території, лісові масиви та ін. місцевості, рівномірно покриті перешкодами. Потрібно врахувати, що в деяких випадках тип місцевості може розрізнятися у різних напрямках (наприклад, будинок стоїть на околиці населеного пункту). Тоді вибираємо значення стовпця "А".

Знову повернемося до нашого прикладу. Москва знаходиться в I-му вітровому регіоні. Висота нашого будинку 6,5 метрів. Припустимо, що будується він в населеному пункті. Таким чином приймаємо значення поправочного коефіцієнта k=0,65. Тобто вітрове навантаження в даному випадку буде дорівнювати: 32х0,65=21 кг/м2.

Крок №3:

Необхідно завантажити собі на комп'ютер розрахункову програму виконану у вигляді таблиці Exel. Далі працювати ми будемо у ній. Ось посилання для скачування: "Розрахунок кроквяної системи". Також тут знаходяться карти снігових і вітрових навантажень РФ.

Отже, завантажуємо і розпаковуємо архів. Відкриваємо файл "Розрахунок кроквяної системи", при цьому ми потрапляємо в перше вікно - "Навантаження":

Тут нам потрібно поміняти деякі значення в комірках залитих блакитним кольором. Весь розрахунок проводиться автоматично. Давайте продовжимо розглядати наш приклад:

- в табличці "Вихідні дані" змінюємо кут нахилу на 36° (який у Вас буде кут, такий і пишіть, ну це я думаю всім зрозуміло);

- міняємо крок крокв, на той, який ми обрали. У нашому випадку це 0,6 метрів;

- Нагр. покрівлі (навантаження від власної ваги покрівельного матеріалу) - це значення вибираємо з таблиці:

Для нашого прикладу обираємо металочерепицю з вагою 5 кг/м2.

- Сніг. район - сюди ми вписуємо суму значень снігового та вітрового навантажень, які ми отримали раніше, тобто 180+21=201 кг/м2;

- Утеплення (манс.) - це значення залишаємо без змін, якщо ми будемо закладати утеплювач між кроквами. Якщо ж ми робимо холодний горище без утеплювача - міняємо значення на 0;

- в табличку "Лати" вписуємо необхідні розміри обрешітки. У нашому випадку для металочерепиці ми поміняємо крок решетування на 0,35 м і ширину - на 10 див. Висоту залишаємо без змін.

Всі інші навантаження (від власної ваги крокв і обрешітки) враховуються програмою автоматично. Тепер дивимося, що у нас вийшло:

Ми бачимо напис "Несуча здатність решетування забезпечена!" Більше в цьому вікні ми нічого не чіпаємо, навіть ні до чого розуміти, що за цифри стоять в інших комірках. Якщо, наприклад, ми оберемо інший крок крокв (більше), може вийти, що несуча здатність решетування буде не забезпечена. Тоді треба буде підбирати інші розміри решетування, наприклад, збільшувати її ширину і т. п. В загальному думаю Ви розберетеся.

Крок №4:

Натискаємо внизу робочого екрана на вкладку "Строп.1" і переходимо у вікно розрахунку крокв з двома точками опори. Тут всі внесені нами раніше вхідні дані вже підставлені програмою автоматично (так буде і у всіх інших вікнах).

У нашому прикладі з статті "Двосхилий дах будинку своїми руками" крокви мають три точки опори. Але давайте уявимо, що проміжних стійок немає і зробимо розрахунок:

- міняємо на схемі крокви довжину його горизонтальної проекції (осередок залита блакитним кольором). У нашому прикладі вона дорівнює 4,4 метра.

- в табличці "Розрахунок крокв" змінюємо значення товщини крокви В (заданий) на обраний нами. Ми ставимо 5 див. обов'язково Це значення повинно бути не більше зазначеного в комірці Втр (стійко.);

- тепер у рядок "Приймаємо Н" нам потрібно внести обрану ширину крокви в сантиметрах. Вона обов'язково повинна бути більше значень, указаних у рядках "Нтр.,(прочн.)" і "Нтр.,(прогин)". При дотриманні цієї умови, всі написи в низу під схемою крокв будуть мати вигляд "Умова виконано". У рядку "Н, (по сорт-ту)" зазначено значення, яке нам пропонує вибрати сама програма. Ми можемо взяти цю цифру, а можемо взяти іншу. Зазвичай вибираємо перерізу наявні в магазині.

Отже, що у нас вийшло показано на малюнку:

У нашому прикладі для дотримання всіх умов міцності необхідно вибрати крокви з перерізом 5х20 див. Але схема даху показана мною в минулій статті має крокви з трьома точками опори. Тому для її розрахунку переходимо до наступного кроку.

Крок №5:

Натискаємо внизу робочого екрана на вкладку "Строп.2" . При цьому відкривається вікно розрахунку крокв мають 3 точки опори.

- на схемі крокв переправляємо розміри в комірках залитих блакитним кольором;

- за тим же принципом, що був описаний вище, вибираємо розміри перерізу крокв. Для нашого прикладу, я прийняв розміри 5х15 див. Хоча можна було і 5х10 див. Просто вже звик працювати з такими дошками, та й запас міцності буде побільше.

Тепер важливо: з отриманого при розрахунку малюнка нам потрібно буде виписати значення вертикального навантаження, діючої на стійку (у нашому прикладі (див. рис. вище) вона дорівнює 343,40 кг) і згинального моменту, діючого на стійку (Моп.=78,57 кгхм). Ці цифри будуть потрібні нам далі при розрахунку стійок і балок перекриття.

Далі, якщо ви перейдете у вкладку "Арка", відкриється вікно розрахунку кроквяної системи представляє собою конькову арку (два крокви і затягування). Я розглядати не буду, для нашої даху вона не підійде. Занадто у нас великий проліт між опорами і маленький кут нахилу скатів. Там вийдуть крокви перерізом порядку 10х25 см, що для нас звичайно непреемлемо. Для більш маленьких прольотів таку схему можна використовувати. Впевнений, хто зрозумів те, про що я писав вище, той сам розбереться і з цим розрахунком. Якщо все ж таки виникнуть запитання, пишіть в коментарях. А ми переходимо до наступного кроку.

Крок №6:

Переходимо на вкладку "Стійка". Ну тут все просто.

- визначені нами раніше значення вертикального навантаження на стійку і згинального моменту вносимо на малюнку відповідно у клітинках "N=" і "М=". Вони у нас були записані в кілограмах, ми вписуємо їх у тоннах, при цьому значення автоматично округлюються;

- також на малюнку міняємо висоту стійки (у нашому прикладі це 167 см) і ставимо розміри обраного нами перерізу. Я вибрав дошку 5х15 див. Внизу в центрі бачимо написи "Центральне забезпечено!" і "Внецентр. забезпечено". Значить все гаразд. Коефіцієнти запасу "Кз" дуже великі, тому можна сміливо зменшувати перетин стійок. Але ми залишимо як є. Результат розрахунку на рисунку:

Крок №7:

Переходимо на вкладку "Балка". На балки перекриття діють одночасно розподілене навантаження і зосереджена. Нам потрібно врахувати обидві. У нашому прикладі балки однакового перерізу перекривають прольоти різної ширини. Ми звичайно ж проводимо розрахунок для більш широкого прольоту:

- в табличці "Розподілене навантаження" вказуємо крок і проліт балок (ми з прикладу беремо 0,6 м і 4 м відповідно);

- приймаємо значення Нагр.(норм.)=350 кг/м2 і Нагр.(розрах.)=450 кг/м2. Значення цих навантажень відповідно до Сніпом усереднені і взяті з хорошим запасом міцності. У них включена навантаження від власної ваги перекриттів і експлуатаційне навантаження (меблі, люди тощо);

- у рядку "У, задана" вписуємо обрану нами ширину перерізу балок (у нашому прикладі це 10 см);

- в строчках "Н, прочность" и "Н, прогиб" будут указаны минимально возможные высоты сечения балок при которых она не сломается и прогиб её будет допустимым. Нас интересует большая из этих цифр. Высоту сечения балки мы принимаем исходя из неё. В нашем примере подойдёт балка сечением 10х20 см:

Итак, если бы у нас не было стоек опирающихся на балки перекрытия, расчёт на этом был бы закончен. Но стойки в нашем примере есть. Они то и создают сосредоточенную нагрузку, поэтому продолжаем заполнять таблички "Сосредоточенная нагрузка" и "Распред.+сосредоточ.":

- в обе таблички вносим размеры наших пролётов (тут думаю всё понятно);

- в табличке "Сосредоточенная нагрузка" меняем значения Нагр.(норм.) и Нагр.(расч.) на цифру которую мы получили выше при расчёте стропил с тремя точками опоры - это вертикальная нагрузка на стойку (в нашем примере 343,40 кг);

- в обе таблички вписываем принятую ширину сечения балки (10 см);

- высоту сечения балки определяем по табличке "Распред.+сосредоточ." . Снова ориентируемся на большее значение. Для нашей крыши принимаем 20 см (см. рис. выше).

На этом расчёт стропильной системы закончен.

Чуть не забыл сказать: используемая нами расчётная программа применима для стропильных систем сделанных из сосны (кроме веймутовой), ели, лиственницы европейской и японской. Вся используемая древесина 2-го сорта. При использовании другой древесины, в программу нужно будет внести некоторые изменения. Так как другие породы дерева в нашей стране используются редко, я сейчас не буду расписывать, что нужно изменять.

Постарался всю методику описать простыми (на сколько это возможоно) словами. Если всё же возникнут какие-либо вопросы, спрашивайте в комментариях, будем разбираться.

Статті pp-budpostach.com.ua Все про лазні

Статті по пїноблоку,пінобетону,пінобетонним блокам

Статті pp-budpostach.com.ua Статті по бетону

Статті Все про парканах

Статті pp-budpostach.com.ua Все про дахах ( види, матеріал, як краще вибрати)

Статті Все про Фундаменті

Статті по газобетону ( газоблокам ), газобетонних блоків, блоків газосиликатнных

Новини, статті, чутки, факти, різне і по чу-чуть

Статті по цеглині ( рядовому, особового,облицювальної,клинкерному, шамотною, силікатній,)