So berechnen Sie das Dachstuhlsystem

Das Schrägdachsystem ist bei privaten Bauherren am beliebtesten. Die schräge Oberfläche sorgt für eine effiziente Ableitung von Wasser und Schnee, damit kein Schmutz darauf bleibt. Gleichzeitig hat dieses Design eine ziemlich komplexe Struktur. Die Hauptbedingung für seine Stabilität, Festigkeit und Haltbarkeit ist die richtige Berechnung des Sparrensystems. Dies ist ein Verfahren, für das Sie viele verschiedene Daten über die Eigenschaften des Herstellungsmaterials, die Dachform und die klimatischen Bedingungen benötigen. Die Sparren können Sie selbst berechnen. Dazu müssen Sie sich nicht an eine Designfirma wenden, sondern müssen viel Zeit aufwenden. Fehler in die eine oder andere Richtung haben katastrophale Folgen für das Gebäude und gefährden die Gesundheit der Bewohner.

Lastklassifizierung des Sparrensystems

Der einfachste Giebelrahmen besteht aus folgenden Teilen:

• sparren - ist das Hauptelement, auf dem Isolierung, Abdichtung und Lattung installiert werden;
• Mauerlat - eine kräftige Stange, die als Anschlag für Sparren an Außenwänden gelegt wird;
• dreharbeiten - Latten, auf denen die Bedachung verlegt wird;
• laufen - eine Stange, die die Längsstabilität der Lagerfragmente gewährleistet;
• bett - nimmt einen Teil der Ladung von den Regalen zum Mauerlat auf;
• regal - vertikale Stützen, die den Druck von den Sparren zwischen dem Bett und der Mauerlat umverteilen;
• Strebe - entworfen, um das Sparrenbein zu stützen und zu verhindern, dass es unter vertikalem Druck durchhängt.

Um die Sparren richtig zu berechnen, müssen Sie sich mit den Komponenten der Last vertraut machen, die auf jedes Dach einwirken.

Klassifizierung externer Faktoren, die die Sparrenkonstruktionen beeinflussen:

• Basic. Sie werden in dauerhaft und langfristig unterteilt. Zu den Konstanten gehören das Gewicht des Rahmens selbst, Isolierung, Abdichtung, Membranfolie und Befestigungselemente. Langlebig - Das Gewicht des Schnees, der länger als eine Stunde auf Oberflächen liegt. Außerdem werden die Hänge durch das Wasser, das während eines starken Regens herabströmt, unter Druck gesetzt.
• Zusätzlich. Dies impliziert den Einfluss einer erheblichen Eismenge, starker Windböen und des Gewichts der Handwerker bei Installations- und Reparaturarbeiten auf die Struktur.
• Höhere Gewalt. Kurzfristig andauernde Extremfaktoren werden berücksichtigt. Dazu gehören Explosion, Hurrikan, Erdbeben oder Erdrutsch, Feuer.

Zur Berechnung des Sparrensystems eines Satteldaches werden Werte genommen, die möglichst nahe am Grenzwert liegen. Basierend auf dem Vergleich der erhaltenen Daten wird der Querschnitt der Sparren berechnet, die Berechnung der Sparrenstufe, die Höhe und Neigung des Daches festgelegt.

Dachlasten und Formeln zu ihrer Berechnung

Die Erfassung von Dachlasten ist ein Prozess, bei dem eine Reihe von Eingabedaten erforderlich sind, um die Bedingungen des Problems zu erhalten. Sie werden experimentell berechnet oder der Statistik entnommen.

Dabei werden folgende Belastungsarten zugrunde gelegt:

• Schneebedeckt. Von Kartenanhängen erhalten. Die Angaben in den Tabellen werden gemäß den gemittelten Ergebnissen von Langzeitbeobachtungen eingegeben. Bei Dächern mit einer Neigung von bis zu 25º liegt die Belastung innerhalb von 80-560 kg / m² für Schneegebiete der Kategorien I-VIII mit einer Stufe von 80. Bei einer Neigungssteilheit von 30-55º, ein Reduktionsfaktor von 0,5-0,7 ist vorgestellt.
• Wind. Diese Daten werden auch aus Referenztabellen gewonnen, die mit statistischen Informationen gefüllt sind.Die Berechnung erfolgt in kgf/m² für Klimazonen und Geländearten. Die Belastung beträgt 17-85 kgf/m² für die Geländetypen I-VIII. Beeinflusst das Ergebnis und die Höhe des Gebäudes. Je mehr er über den Boden ragt, desto größer ist der Koeffizient, der bei Häusern von 5-15 m 0,75-1,25 beträgt.
• Das Gewicht des Daches ist einer der bestimmenden Faktoren und wird unter Berücksichtigung der technologischen Auflagen und Nähte im Gewicht eines Quadratmeters der Abdeckung bestimmt. Das spezifische Gewicht sowie der Druck des Materials sind in kg / m² angegeben: Weichfliesen - 12, Wellpappe - 5, Keramikfliesen - 50, Schiefer - 13, Bitumen - 6, Schiefer - 45, Falz - 6. Das Gesamtgewicht wird durch Multiplikation des spezifischen Gewichts pro Gesamtfläche bestimmt.
• Gewicht des Unterbodens und der Latten. Der Unterbau für das Dach hat keinen besonderen Einfluss auf die Festigkeit des Rahmens und ist so leicht wie möglich ausgeführt, um Materialkosten und das Gewicht des Rahmens zu reduzieren. Das durchschnittliche Gewicht der Drehbank beträgt 15-25 kg / m². Dieser Indikator wird durch den Dachwinkel und die Art der Konstruktion bestimmt. Bei einem Gitterschema ist es das Minimum und bei einer festen Basis ist es das Maximum.
• Isolationsgewicht. Die heute gebräuchlichsten Schaumstoffe und Polyurethanschaumstoffe sind so leicht, dass sie bei der Konstruktion komplexer Strukturen für den Betrieb unter schwierigen Bedingungen berücksichtigt werden, bei denen buchstäblich jedes Kilogramm zählt. Die Isolierung wiegt im Durchschnitt 10-20 kg / m². Am schwersten, aber auch effektivsten, ist Basaltwolle.
• Das Gewicht des Sparrensystems. Da es keine Alternative zu Holz gibt, wird für die Montage des Rahmens leichtes und langlebiges Kiefern- und Fichtenholz verwendet. Die Verwendung wertvoller Holzarten ist nur in einem feuchten Klima, insbesondere in den Küstenregionen des Landes, gerechtfertigt. Je nach gewähltem Material wird das Gewicht des Sparrensystems nach Norm 10-20 kg/m² berechnet.
• Das Gewicht der Arbeiter, die die Reparaturen durchführen. Unter Berücksichtigung der Besonderheiten der Installation oder Reparatur der Überdachung dürfen sich nicht mehr als vier Personen pro Hang gleichzeitig auf dem Dach befinden. Dabei wird der Druck nicht nur vollflächig, sondern auch punktuell ausgeübt - separat auf jedes Stützteil. Daher gilt die Belastung durch den Bauunternehmer als maximal und wird je nach Bauart des Reparateurs im Bereich von 80-120 kg / m² berechnet.
• Die Tragfähigkeit des Materials hängt von Faktoren wie Holzart und Holzart, Querschnitt (Höhe und Breite des Holzes), Trocknungsgrad und Verarbeitung mit speziellen Flüssigkeiten ab.

Um den Materialbedarf zu berechnen und eine kompetente Zeichnung des Sparrensystems zu erstellen, müssen Sie zuverlässige Daten finden, zusammenfassen und dann auf eine einzige Formel reduzieren. Gleichzeitig zählt jede Nuance im Projekt - der Dachwinkel, die Installationshäufigkeit, die Länge und Dicke der Sparren.

Berechnung des Querschnitts des Sparrenschenkels und Anziehen

Bei der Konstruktion eines Dachrahmens werden die Bruchlasten vom Beginn der Verformung der Struktur bis zu ihrer vollständigen Zerstörung berücksichtigt. Von großer Bedeutung für die korrekte Berechnung der Konfiguration des Dachrahmens sind Art und Neigungsgrad. Auf die Beschichtung wirken jeweils mehrere Kräfte gleichzeitig.

Die in SNIP verfügbaren Tabellen sollten verwendet werden, um die folgenden Parameter des geneigten Systems zu berechnen:

1. Leichter Neigungswinkel (Dachschräge). Bei weniger als 25º wirkt die Schwerkraft der Paneele, der Isolierung und des Rahmens selbst stärker auf die Sparren. In diesem Fall neigt die Windlast dazu, das Dach anzuheben und von der Mauerlat abzureißen. Bei einer flachen Struktur ist ein Durchhängen von nicht mehr als 0,05% zulässig und die Länge der Sparren sollte minimal sein. Die erforderliche Stabilität wird durch eine Verkleinerung des Überhangs und eine zusätzliche Befestigung an den Hauswänden erreicht.
2. Ein steiles Dach mit komplexer Form. Hier ist der Biegedruck der Sparren minimal, da sie schräg zu horizontalen Strukturen angeordnet sind. Aber die Struktur erfährt durch die Luftmassen einen viel größeren Druck, die sie zum Umkippen neigen. Das sogenannte Segel ist der Hauptfeind von Steildächern.

Um die Länge und den Querschnitt der Sparren abhängig von der Spannweite zu berechnen, müssen Sie die folgenden Tabellen verwenden:

• Dicke der Schneedecke. Unter Berücksichtigung der Klimaveränderungen sollte man sich auf die maximalen historischen Indikatoren konzentrieren. Die benötigten Informationen erhalten Sie von Ihrem örtlichen hydrometeorologischen Amt oder Ihrer Regierungsbehörde.
• Jahresdurchschnittstemperatur. Sie müssen der Winterzeit mehr Aufmerksamkeit schenken. Starke Regenfälle mit anschließender Abkühlung sind nicht auszuschließen. Solche Phänomene führen zur Bildung von Eis und zur Ansammlung einer großen Menge Schnee auf dem Dach. Dies führt am häufigsten zur Zerstörung der Sparren.
• Rose des Windes. Luftströmungen haben eine starke Schäl- oder Vertikalwirkung auf die Beschichtung. Auch die Windrichtung sollte berücksichtigt werden, um dem Dach die aerodynamisch optimalste Konfiguration und Lage relativ zu den Himmelsrichtungen zu geben.
• Festigkeit (Biegegrad) von Holz. In den meisten Fällen werden Fichte und Kiefer verwendet. Lärche und Zeder sind haltbarer, aber viel schwerer und teurer, daher werden sie praktisch nicht verwendet. 1. Klasse von Fichte und Kiefer hält einer Belastung von 140 kg / cm2 stand, 2. Klasse - 130 kg / cm2 und 3. Klasse - 85 kg / cm2. Daraus ist ersichtlich, dass es sich nicht lohnt, Material zu sparen.
• Gewicht der Baumaterialien. Wir sprechen über Kiste, Isolierung, Abdichtung und Membran. Wird ein Dachboden erstellt, wird das Gewicht der Innenausstattung von Decke und Wänden, die am Sparrensystem befestigt sind, berücksichtigt.

Auf Basis des Datenabgleichs werden Materialbedarfsberechnungen und eine Abschätzung für die Dachgestaltung vorgenommen.

Dieses Dokument besteht aus folgenden Punkten:

• mauerlat;
• Dachbindern;
• Drehen;
• Gegengitter;
• hinlegen;
• Regale;
• unterstützt;
• Estriche;
• läuft;
• Streben;
• Traufknoten des Dachüberstands, Giebelauslässe;
• Schnittstelle zu Rohren, Schornsteinen und Lüftungskanälen;
• Konstruktionen für Dach- oder Lüftungsfenster;
• Befestigungselemente.

Der Kostenvoranschlag muss mit einer Reserve von 10-15% für Fehler, Beschnitt, Verluste beim Transport, Lagerung, Durchführung von Hebearbeiten berechnet werden.

Berücksichtigung der Klimakarte der Region

Selbst die zuverlässigsten Materialien haben einen gewissen Sicherheitsspielraum. Auf die Sparren wirken Kräfte verschiedener Richtungen. Dies ist zum einen das Gewicht der gesamten Konstruktion abzüglich der Masse der tragenden Teile selbst. Zum vertikalen Druck kommen Schneemassen und Arbeiter, die den Gehweg reparieren, verschiedene Konstruktionen auf dem Dach wie eine Antenne, eine Wetterfahne oder einen Fahnenmast installieren. Hier müssen Sie auf den Abschnitt der Klimakarten verweisen, der sich auf den Niederschlag bezieht.

Andererseits ist der Temperatureinfluss auf alle Dachelemente nicht zu unterschätzen. Sowohl starke Abkühlung als auch Erwärmung führen zu ihrer Verformung. Dies wird der Grund für die Abweichungen der Tragstrukturen von den technologischen Achsen, was ihre Tragfähigkeit erheblich schwächt. Die Lösung des Problems besteht darin, die Dicke der Sparren gemäß dem Temperaturabschnitt der technologischen Karte zu erhöhen.

Es sollte daran erinnert werden, dass Wind die Hauptgefahr für große Dächer ist. Angaben zur Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit der Luftmassen finden Sie in jedem Atlas, wo detaillierte Klimainformationen für jede Region zur Verfügung stehen.

Bauvorschriften

Gemäß den Bestimmungen von SNIP II-26-76 werden die Teilung und der Querschnitt der Sparren in Abhängigkeit von den vorhandenen Lasten rechnerisch bestimmt. Die Stufengröße und Form der Sparren werden gemäß den im Dokument aufgeführten Tabellen bestimmt.

Es besteht aus folgenden Abschnitten:

1. Allgemeine Bestimmungen.
2. Normen und Bauvorschriften (Aufgaben der an der Entwicklung und Durchführung des Projekts beteiligten Beamten).
3. GOSTs für den Bau - Regeln für die Ausführung von Entwurfsarbeiten, Baumerkmale für jede Region.
4. Regeln für die Ausführung, Lieferung und Abnahme von Arbeiten. Alle Elemente, die für die Implementierung erforderlich sind.

Nach den im normativen Akt festgelegten Anforderungen können Sie ein Projekt erstellen, das einem Dokument von Fachleuten nicht viel nachsteht.

Berechnungsbeispiele geneigter Systeme

Die Grundlage für die Festigkeit und Zuverlässigkeit des Dachrahmens ist die richtige Definition des Querschnitts und der Neigung der Sparren. Auch die Konfiguration der Isolierung sollte berücksichtigt werden. Bei Rollen- und Plattenmaterialien entspricht der optimale Abstand deren Breite. Für Zentralrussland wird mit einer Böschungslänge von 500 cm und einem Sparrenabstand von 60 cm eine Stange mit einem Querschnitt von 50 × 175 mm und mit einer Vergrößerung des Intervalls von 50 × 200 mm verwendet. Diese Empfehlungen sind jedoch relativ, Sie sollten alle Koeffizienten im Voraus kennen und in der Praxis anwenden.

Sie können die Parameter des Sparrensystems mit der Formel mit vorerfassten Daten berechnen:

1. Schneelast: S calc = 199 kg / m² × 1,4 = 278,6 kg / m².
2. Windlast: Wcalc = 28,02 kg / m² × 1,4 = 39,23 kg / m².
3. Dauerbelastung: Gcalc = 53,11 kg / m² × 1,1 = 58,42 kg / m².

Es bleibt noch, die Festigkeitskoeffizienten des Daches in einem Winkel von 35 Grad mit einer Sparrenteilung von 900 mm aus Kiefernholz der Klasse I bis zu einem First von 7 m mit Wellpappe als Dachmaterial einzuführen. Das Ergebnis ist wie folgt: Sparren mit einem Querschnitt von 125x200 mm.