Come calcolare il sistema di capriate del tetto

Il sistema del tetto a falde è il più popolare tra gli sviluppatori privati. La superficie inclinata garantisce un efficiente drenaggio di acqua e neve, in modo che sporco e detriti non rimangano su di essa. Allo stesso tempo, questo design ha una struttura piuttosto complessa. La condizione principale per la sua stabilità, resistenza e durata è il calcolo corretto del sistema di travi. Questa è una procedura per la quale è necessario disporre di molti dati diversi riguardanti le proprietà del materiale di fabbricazione, la forma del tetto e le condizioni climatiche. Puoi calcolare tu stesso le travi. Per fare ciò, non è necessario contattare uno studio di progettazione, ma dovrai dedicare molto tempo. Gli errori in una direzione o nell'altra sono gravidi di conseguenze disastrose per l'edificio e di rischio per la salute dei suoi residenti.

Classificazione dei carichi sul sistema di travi

Il telaio del timpano più semplice è costituito dalle seguenti parti:

• travetto - è l'elemento principale su cui sono installati isolamento, impermeabilizzazione e tornitura;
• Mauerlat - un potente bar posato sulle pareti esterne come sosta per le travi;
• tornitura - doghe su cui è posata la copertura;
• corsa - una barra che garantisce la stabilità longitudinale dei frammenti portanti;
• letto - prende parte del carico dagli scaffali al Mauerlat;
• rack - supporti verticali che ridistribuiscono la pressione dalle travi tra il letto e il Mauerlat;
• puntone - progettato per sostenere la gamba del rafter e impedirne il cedimento sotto la pressione verticale.

Per calcolare correttamente le travi, è necessario familiarizzare con i componenti del carico che interessa qualsiasi tetto.

Classificazione dei fattori esterni che influenzano le strutture delle travi:

• Di base. Si suddividono in permanenti ea lungo termine. Le costanti includono il peso del telaio stesso, l'isolamento, l'impermeabilizzazione, la pellicola della membrana e gli elementi di fissaggio. Lunga durata - Il peso della neve che rimane sulle superfici per più di un'ora. Inoltre, i pendii sono sotto pressione dall'acqua che scorre lungo di esso durante un intenso temporale.
• Supplementare. Ciò implica l'influenza sulla struttura di un volume significativo di ghiaccio, forti raffiche di vento e il peso degli artigiani nel processo di installazione e riparazione.
• Forza maggiore. Vengono presi in considerazione fattori estremi che durano per un breve periodo di tempo. Questi includono esplosione, uragano, terremoto o frana, incendio.

Per calcolare il sistema di travi di un tetto a due falde, vengono presi valori il più vicino possibile al limite. Sulla base del confronto dei dati ottenuti, viene calcolata la sezione trasversale delle travi, viene impostato il calcolo del gradino delle travi, l'altezza e la pendenza del tetto.

Carichi sul tetto e formule per il loro calcolo

La raccolta dei carichi sul tetto è un processo in cui sono necessari un numero di dati di input per ottenere le condizioni del problema. Sono calcolati sperimentalmente o presi da statistiche.

I seguenti tipi di carichi sono presi come base:

• Nevoso. Ottenuto da allegati di carte. Le informazioni nelle tabelle sono inserite in base ai risultati medi delle osservazioni a lungo termine. Per i tetti con una pendenza fino a 25º, il carico è compreso tra 80-560 kg / m² per le regioni di neve delle categorie I-VIII con un passo di 80. Con una pendenza della pendenza di 30-55º, un fattore di riduzione di 0,5-0,7 è introdotto.
• Vento. Questi dati sono ottenuti anche da tabelle di riferimento compilate con informazioni statistiche.Il calcolo viene effettuato in kgf / m² per zone climatiche e tipi di terreno. Il carico è 17-85 kgf/m² per i tipi di terreno I-VIII. Influenza il risultato e l'altezza dell'edificio. Più si eleva dal suolo, maggiore è il coefficiente, che è 0,75-1,25 per case di 5-15 m.
• Il peso del tetto è uno dei fattori determinanti ed è determinato nel peso di un metro quadrato della copertura, tenendo conto delle sovrapposizioni tecnologiche e delle cuciture. Il peso specifico, così come la pressione del materiale, è in kg / m²: piastrelle morbide - 12, cartone ondulato - 5, piastrelle di ceramica - 50, ardesia - 13, bitume - 6, ardesia - 45, battuta - 6. Il peso totale viene determinato moltiplicando il peso specifico per l'area totale.
• Peso del sottofondo e dei listelli. La base per il tetto non incide particolarmente sulla robustezza del telaio ed è realizzata il più leggera possibile in modo da ridurre i costi del materiale e il peso del telaio. Il peso medio del tornio è di 15-25 kg / m². Questo indicatore è determinato dall'angolo del tetto e dal tipo di struttura. Nel caso di uno schema reticolare, è minimo e con una base solida, è massimo.
• Peso dell'isolamento. La schiuma più comune e la schiuma di poliuretano oggi sono così leggere da essere prese in considerazione durante la progettazione di strutture complesse per il funzionamento in condizioni difficili, dove letteralmente ogni chilogrammo conta. L'isolamento pesa in media 10-20 kg / m². La più pesante, ma anche efficace, è la lana di basalto.
• Il peso del sistema di travi. Non c'è alternativa al legno, quindi per assemblare il telaio viene utilizzato legno di pino e abete rosso leggero e resistente. L'uso di specie legnose pregiate è giustificato solo in un clima umido, specialmente nelle regioni costiere del paese. A seconda del materiale selezionato, il peso del sistema di travi viene calcolato secondo lo standard 10-20 kg / m².
• Il peso degli operai che effettuano le riparazioni. Tenendo conto delle specifiche dell'installazione o della riparazione della copertura, sul tetto non possono essere contemporaneamente più di quattro persone per ogni pendenza. In questo caso, la pressione viene esercitata non solo sull'intera superficie, ma anche in modo puntuale, separatamente su ciascuna parte di supporto. Pertanto, il carico dei costruttori è considerato il massimo ed è calcolato nell'intervallo 80-120 kg / m², a seconda della corporatura del riparatore.
• La capacità portante del materiale dipende da fattori quali il tipo e il tipo di legno, la sua sezione (altezza e larghezza del legno), il grado di essiccazione e la lavorazione con fluidi speciali.

Per calcolare la necessità del materiale ed elaborare un disegno competente del sistema di travi, è necessario trovare dati affidabili, riassumerli e quindi ridurli in un'unica formula. Allo stesso tempo, ogni sfumatura conta nel progetto: l'angolo del tetto, la frequenza di installazione, la lunghezza e lo spessore delle travi.

Calcolo della sezione trasversale della gamba del travetto e serraggio

Quando si progetta un telaio per un tetto, i carichi ultimi vengono presi in considerazione tra l'inizio della deformazione della struttura fino alla sua completa distruzione. Di grande importanza per il corretto calcolo della configurazione del telaio del tetto è il suo tipo e il grado di pendenza. In ogni caso, più forze agiscono contemporaneamente sul rivestimento.

Le tabelle disponibili in SNIP dovrebbero essere utilizzate per calcolare i seguenti parametri del sistema lanciato:

1. Leggero angolo di inclinazione (tetto spiovente). Quando è inferiore a 25º, la gravità dei pannelli, dell'isolamento e del telaio stesso agisce maggiormente sulle travi. In questo caso il carico del vento tende a sollevare il tetto ea strapparlo via dal Mauerlat. Con una struttura piatta, è consentito un cedimento non superiore allo 0,05% e la lunghezza delle travi dovrebbe essere minima. La stabilità richiesta si ottiene riducendo le dimensioni della sporgenza e fissando ulteriormente le pareti della casa.
2. Un tetto spiovente dalla forma complessa. Qui, la pressione di flessione delle travi è minima, poiché si trovano ad angolo rispetto alle strutture orizzontali. Ma la struttura subisce una pressione molto maggiore da parte delle masse d'aria, che tendono a ribaltarla. La cosiddetta vela è il principale nemico dei tetti spioventi.

Per calcolare la lunghezza e la sezione delle travi, a seconda della luce, è necessario utilizzare le seguenti tabelle:

• Spessore del manto nevoso. Tenendo conto dei cambiamenti climatici, ci si dovrebbe concentrare sui massimi indicatori storici. Puoi ottenere le informazioni di cui hai bisogno dal tuo ufficio idrometeorologico locale o dall'agenzia governativa.
• Temperatura media annuale. È necessario prestare maggiore attenzione al periodo invernale. Non si può escludere la possibilità di forti piogge seguite da un raffreddamento. Tali fenomeni portano alla formazione di ghiaccio e all'accumulo di una grande quantità di neve sul tetto. Questo è ciò che più spesso causa la distruzione delle travi.
• Rosa del vento. Le correnti d'aria hanno un forte effetto peeling o verticale sul rivestimento. Anche la direzione del vento dovrebbe essere presa in considerazione per dare al tetto la configurazione e la posizione aerodinamicamente più ottimali rispetto ai punti cardinali.
• Resistenza (grado di flessione) del legno. Nella maggior parte dei casi vengono utilizzati abete rosso e pino. Il larice e il cedro sono più resistenti, ma molto più pesanti e costosi, quindi praticamente non vengono utilizzati. Il 1o grado di abete rosso e pino resiste a un carico di 140 kg / cm2, 2o grado - 130 kg / cm2 e 3o grado - 85 kg / cm2. Da ciò si può capire che non vale la pena risparmiare sui materiali.
• Peso dei materiali da costruzione. Stiamo parlando di cassa, isolamento, impermeabilizzazione e membrana. Se viene realizzato un attico, viene preso in considerazione il peso della decorazione interna del soffitto e delle pareti, che sono fissati al sistema di travi.

Sulla base del confronto dei dati, vengono effettuati i calcoli della necessità di materiali e viene effettuata una stima per la disposizione del tetto.

Questo documento è composto dai seguenti punti:

• mauerlat;
• capriate del tetto;
• tornitura;
• contro reticolo;
• sdraiarsi;
• rack;
• supporti;
• massetti;
• corre;
• puntoni;
• nodi di gronda della sporgenza del tetto, sbocchi del frontone;
• interfaccia con tubazioni, camini e condotti di ventilazione;
• strutture per finestre da tetto o di ventilazione;
• elementi di fissaggio.

Il preventivo deve essere calcolato con una riserva del 10-15% per errori, sbavature, perdite durante il trasporto, stoccaggio, esecuzione di lavori di sollevamento.

Contabilità per la carta climatica della regione

Anche i materiali più affidabili hanno un certo margine di sicurezza. Forze di varie direzioni agiscono sulle travi. Da un lato, questo è il peso dell'intera struttura meno la massa delle parti di supporto stesse. Alla pressione verticale si aggiungono masse di neve e lavoratori che possono riparare la pavimentazione, installare varie strutture sul tetto come un'antenna, una banderuola o un pennone. Qui è necessario fare riferimento alla sezione delle mappe climatiche relative alle precipitazioni.

D'altra parte, l'effetto della temperatura su tutti gli elementi del tetto non può essere sottovalutato. Sia il forte raffreddamento che il riscaldamento portano alla loro deformazione. Questo diventa la ragione delle deviazioni delle strutture di supporto dagli assi tecnologici, che indeboliscono significativamente la loro capacità portante. Il modo per risolvere il problema è aumentare lo spessore delle travi in ​​base alla sezione della temperatura della mappa tecnologica.

Va ricordato che il principale pericolo per i grandi tetti è il vento. Informazioni sulla direzione e la velocità di movimento delle masse d'aria possono essere trovate in ogni atlante, dove sono disponibili informazioni dettagliate sul clima per ogni regione.

Codici edilizi

In conformità con le disposizioni di SNIP II-26-76, il passo e la sezione delle travi sono determinati mediante calcolo, a seconda dei carichi esistenti. La dimensione del gradino e la forma delle travi sono determinate in base alle tabelle riportate nel documento.

Si compone delle seguenti sezioni:

1. Disposizioni generali.
2. Norme e regole di costruzione (doveri dei funzionari coinvolti nello sviluppo e nell'attuazione del progetto).
3. GOST per la costruzione: regole per l'esecuzione di lavori di progettazione, caratteristiche di costruzione per ciascuna regione.
4. Norme per l'esecuzione, la consegna e l'accettazione dei lavori. Tutti gli elementi necessari per l'implementazione.

Seguendo i requisiti specificati nell'atto normativo, puoi redigere un progetto che non sarà molto inferiore a un documento dei professionisti.

Esempi di calcolo di sistemi inclinati

La base della forza e dell'affidabilità del telaio del tetto è la corretta definizione della sezione e del passo delle travi. Occorre inoltre tenere in considerazione la configurazione dell'isolamento. Per i materiali in rotolo e cartone, la distanza ottimale corrisponde alla loro larghezza. Per la Russia centrale, con una lunghezza della pendenza di 500 cm e un passo del travetto di 60 cm, viene presa una barra con una sezione di 50 × 175 mm e con un aumento dell'intervallo - 50 × 200 mm. Tuttavia, queste raccomandazioni sono relative, dovresti conoscere tutti i coefficienti in anticipo e applicarli nella pratica.

Puoi calcolare i parametri del sistema di travi utilizzando la formula con i dati pre-raccolti:

1. Carico neve: S calc = 199 kg/m² × 1,4 = 278,6 kg/m².
2. Carico del vento: Wcalc = 28,02 kg/m² × 1,4 = 39,23 kg/m².
3. Carico permanente: Gcalc = 53,11 kg/m² × 1,1 = 58,42 kg/m².

Resta da inserire i coefficienti di resistenza del tetto con un angolo di 35 gradi con un passo del travetto di 900 mm dal pino di grado I, fino a una cresta di 7 m con cartone ondulato come materiale di copertura. Il risultato sarà il seguente: travi con una sezione di 125x200 mm.