Hoe het dakspantsysteem te berekenen?

Het hellende daksysteem is het meest populair onder particuliere ontwikkelaars. Het hellende oppervlak zorgt voor een efficiënte afvoer van water en sneeuw, zodat vuil en puin er niet op blijven liggen. Tegelijkertijd heeft dit ontwerp een vrij complexe structuur. De belangrijkste voorwaarde voor zijn stabiliteit, sterkte en duurzaamheid is de juiste berekening van het spantensysteem. Dit is een procedure waarvoor u veel verschillende gegevens nodig heeft over de eigenschappen van het fabricagemateriaal, de vorm van het dak en de klimatologische omstandigheden. De spanten kunt u zelf uitrekenen. Om dit te doen, hoeft u geen contact op te nemen met een ontwerpbureau, maar u zult veel tijd moeten besteden. Fouten in de een of andere richting zijn beladen met desastreuze gevolgen voor het gebouw en risico's voor de gezondheid van de bewoners.

Classificatie van belastingen op het spantensysteem

Het eenvoudigste gevelframe bestaat uit de volgende onderdelen:

• spant - is het belangrijkste element waarop isolatie, waterdichting en latten zijn geïnstalleerd;
• Mauerlat - een krachtige balk die op buitenmuren wordt gelegd als een stop voor spanten;
• latten - lamellen waarop de dakbedekking wordt gelegd;
• run - een staaf die zorgt voor de longitudinale stabiliteit van de dragende fragmenten;
• bed - neemt een deel van de lading van de rekken naar de Mauerlat;
• rek - verticale steunen die de druk van de spanten tussen het bed en de Mauerlat herverdelen;
• steun - ontworpen om de spantpoot te ondersteunen en te voorkomen dat deze onder verticale druk doorzakt.

Om de spanten correct te berekenen, moet u vertrouwd raken met de componenten van de belasting die van invloed zijn op elk dak.

Classificatie van externe factoren die van invloed zijn op spantconstructies:

• Basis. Ze zijn onderverdeeld in permanent en langdurig. Constanten zijn onder meer het gewicht van het frame zelf, isolatie, waterdichting, membraanfolie en bevestigingsmiddelen. Langdurig - Het gewicht van sneeuw dat langer dan een uur op oppervlakken blijft liggen. Ook staan ​​de hellingen onder druk van het water dat er tijdens een hevige regenbui naar beneden stroomt.
• Extra. Dit impliceert de invloed op de structuur van een aanzienlijk volume ijs, sterke windstoten en het gewicht van de ambachtslieden tijdens installatie- en reparatiewerkzaamheden.
• Overmacht. Er wordt rekening gehouden met extreme factoren die van korte duur zijn. Deze omvatten explosie, orkaan, aardbeving of aardverschuiving, brand.

Om het spantensysteem van een zadeldak te berekenen, worden waarden genomen die zo dicht mogelijk bij de limiet liggen. Op basis van de vergelijking van de verkregen gegevens, wordt de dwarsdoorsnede van de spanten berekend, de berekening van de stap van de spanten, de hoogte en helling van het dak ingesteld.

Dakbelastingen en formules voor hun berekening

Het verzamelen van daklasten is een proces waarbij een aantal invoergegevens nodig zijn om de voorwaarden van het probleem te verkrijgen. Ze worden experimenteel berekend of uit statistieken gehaald.

De volgende soorten belastingen worden als basis genomen:

• Besneeuwd. Verkregen uit kaartbijlagen. Informatie in de tabellen wordt ingevoerd op basis van de gemiddelde resultaten van langetermijnwaarnemingen. Voor daken met een helling tot 25º ligt de belasting binnen 80-560 kg/m² voor sneeuwgebieden van I-VIII categorieën met een stap van 80. Bij een hellingsteilheid van 30-55º, een reductiefactor van 0,5-0,7 is voorgesteld.
• Wind. Deze gegevens worden ook verkregen uit referentietabellen die zijn ingevuld met statistische informatie.De berekening wordt uitgevoerd in kgf / m² voor klimaatzones en soorten terrein. De belasting is 17-85 kgf/m² voor terreintypes I-VIII. Beïnvloedt het resultaat en de hoogte van het gebouw. Hoe meer het boven de grond uitsteekt, hoe groter de coëfficiënt, die 0,75-1,25 is voor huizen van 5-15 m.
• Het gewicht van het dak is een van de bepalende factoren en wordt bepaald in het gewicht van één vierkante meter van de bekleding, rekening houdend met de technologische overlays en naden. Het soortelijk gewicht, evenals de druk van het materiaal, is in kg / m²: zachte tegels - 12, golfkarton - 5, keramische tegels - 50, leisteen - 13, bitumen - 6, leisteen - 45, sponning - 6. Het totaalgewicht wordt bepaald door het soortelijk gewicht per totale oppervlakte te vermenigvuldigen.
• Gewicht ondervloer en latten. De basis voor het dak heeft geen bijzondere invloed op de sterkte van het frame en is zo licht mogelijk gemaakt om materiaalkosten en het gewicht van het frame te verminderen. Het gemiddelde gewicht van de draaibank is 15-25 kg/m². Deze indicator wordt bepaald door de hoek van het dak en het type constructie. In het geval van een roosterschema is dit minimaal en bij een solide basis is dit maximaal.
• Isolatie gewicht. Het meest voorkomende schuim en polyurethaanschuim zijn tegenwoordig zo licht dat er rekening mee wordt gehouden bij het ontwerpen van complexe constructies voor gebruik in moeilijke omstandigheden, waar letterlijk elke kilogram ertoe doet. Isolatie weegt gemiddeld 10-20 kg/m². De zwaarste, maar ook effectieve, is basaltwol.
• Het gewicht van het spantensysteem. Er is geen alternatief voor hout, dus licht en duurzaam grenen en vurenhout wordt gebruikt om het frame te monteren. Het gebruik van waardevolle houtsoorten is alleen gerechtvaardigd in een vochtig klimaat, vooral in de kustgebieden van het land. Afhankelijk van het gekozen materiaal wordt het gewicht van het spantensysteem berekend volgens de standaard 10-20 kg/m².
• Het gewicht van de arbeiders die de reparaties uitvoeren. Rekening houdend met de bijzonderheden van de installatie of reparatie van de dakbedekking, mogen er niet meer dan vier mensen van elke helling tegelijkertijd op het dak zijn. In dit geval wordt niet alleen druk uitgeoefend op het gehele oppervlak, maar ook puntsgewijs - afzonderlijk op elk ondersteunend deel. Daarom wordt de belasting van de bouwers als het maximum beschouwd en wordt berekend in het bereik van 80-120 kg / m², afhankelijk van de bouw van de reparateur.
• Het draagvermogen van het materiaal is onder meer afhankelijk van de houtsoort en houtsoort, de doorsnede (hoogte en breedte van het hout), de mate van droging en verwerking met speciale vloeistoffen.

Om de behoefte aan materiaal te berekenen en een competente tekening van het spantensysteem op te stellen, moet u betrouwbare gegevens vinden, deze samenvatten en vervolgens in één formule terugbrengen. Tegelijkertijd is elke nuance van belang in het project - de hoek van het dak, de installatiefrequentie, de lengte en dikte van de spanten.

Berekening van de doorsnede van het spantbeen en aanscherping

Bij het ontwerpen van een frame voor een dak wordt rekening gehouden met de uiteindelijke belastingen tussen het begin van de vervorming van de constructie tot de volledige vernietiging ervan. Van groot belang voor de juiste berekening van de configuratie van het dakframe is het type en de mate van helling. In elk geval werken meerdere krachten tegelijk op de coating.

De tabellen die beschikbaar zijn in SNIP moeten worden gebruikt om de volgende parameters van het hellende systeem te berekenen:

1. Lichte hellingshoek (schuin dak). Wanneer het minder dan 25º is, werkt de zwaartekracht van de panelen, isolatie en het frame zelf meer op de spanten. In dit geval heeft de windbelasting de neiging om het dak op te heffen en weg te scheuren van de Mauerlat. Bij een vlakke structuur is doorhangen van niet meer dan 0,05% toegestaan ​​en moet de lengte van de spanten minimaal zijn. De vereiste stabiliteit wordt bereikt door het verkleinen van de overstek en extra bevestiging aan de muren van het huis.
2. Een steil dak met een complexe vorm. Hier is de buigdruk van de spanten minimaal, omdat ze zich onder een hoek met horizontale constructies bevinden. Maar de structuur ervaart veel grotere druk van de luchtmassa's, die de neiging hebben om het omver te werpen. Het zogenaamde zeil is de grootste vijand van steile daken.

Om de lengte en doorsnede van de spanten te berekenen, afhankelijk van de overspanning, moet u de volgende tabellen gebruiken:

• Dikte van de sneeuwbedekking. Rekening houdend met klimaatveranderingen, moet men zich concentreren op de maximale historische indicatoren. U kunt de informatie die u nodig heeft krijgen van uw plaatselijke hydrometeorologische dienst of overheidsinstantie.
• Gemiddelde jaartemperatuur. Je moet meer letten op de winterperiode. De mogelijkheid van hevige regenval gevolgd door afkoeling is niet uit te sluiten. Dergelijke verschijnselen leiden tot de vorming van ijs en de ophoping van een grote hoeveelheid sneeuw op het dak. Dit is wat meestal de vernietiging van de spanten veroorzaakt.
• Roos van wind. Luchtstromen hebben een sterk afpel- of verticaal effect op de coating. Er moet ook rekening worden gehouden met de windrichting om het dak de meest aerodynamisch optimale configuratie en locatie te geven ten opzichte van de windstreken.
• Sterkte (graad van buiging) van hout. In de meeste gevallen worden sparren en dennen gebruikt. Lariks en ceder zijn duurzamer, maar veel zwaarder en duurder, daarom worden ze praktisch niet gebruikt. 1e graad van sparren en grenen is bestand tegen een belasting van 140 kg/cm2, 2e graad - 130 kg/cm2 en 3e graad - 85 kg/cm2. Hieruit kan worden begrepen dat het niet de moeite waard is om op materialen te besparen.
• Gewicht van bouwmaterialen. We hebben het over krat, isolatie, waterdichting en membraan. Als er een zolder wordt gemaakt, wordt rekening gehouden met het gewicht van de interieurdecoratie van het plafond en de wanden, die aan het spantensysteem zijn bevestigd.

Op basis van de vergelijking van de gegevens worden berekeningen gemaakt van de materiaalbehoefte en wordt een inschatting gemaakt voor de indeling van het dak.

Dit document bestaat uit de volgende punten:

• mauerlat;
• dakspanten;
• draaibank;
• tegenrooster;
• liggen;
• rekken;
• ondersteunt;
• dekvloeren;
• loopt;
• stutten;
• dakrandknooppunten van de dakoverstek, frontonuitgangen;
• interface met leidingen, schoorstenen en ventilatiekanalen;
• constructies voor dak- of ventilatieramen;
• bevestigingsmiddelen.

De schatting moet worden berekend met een reserve van 10-15% voor fouten, trimmen, verliezen tijdens transport, opslag, uitvoeren van hijswerkzaamheden.

Goed voor de klimatologische kaart van de regio

Zelfs de meest betrouwbare materialen hebben een zekere veiligheidsmarge. Krachten van verschillende richtingen werken op de spanten. Aan de ene kant is dit het gewicht van de gehele constructie minus de massa van de ondersteunende delen zelf. Toegevoegd aan de verticale druk zijn massa's sneeuw en arbeiders die de stoep kunnen repareren, verschillende constructies op het dak kunnen installeren, zoals een antenne, windwijzer of vlaggenmast. Hier moet u verwijzen naar het gedeelte met klimatologische kaarten die betrekking hebben op neerslag.

Anderzijds is het effect van temperatuur op alle dakelementen niet te onderschatten. Zowel sterke koeling als verwarming leiden tot hun vervorming. Dit wordt de reden voor de afwijkingen van de ondersteunende structuren van de technologische assen, waardoor hun draagvermogen aanzienlijk wordt verzwakt. De manier om het probleem op te lossen, is door de dikte van de spanten te vergroten in overeenstemming met het temperatuurgedeelte van de technologische kaart.

Er moet aan worden herinnerd dat het grootste gevaar voor grote daken wind is. Informatie over de richting en snelheid van beweging van luchtmassa's is te vinden in elke atlas, waar gedetailleerde klimaatinformatie voor elke regio beschikbaar is.

Bouwnormen

In overeenstemming met de bepalingen van SNIP II-26-76 worden de helling en doorsnede van de spanten bepaald door berekening, afhankelijk van de bestaande belastingen. De stapgrootte en vorm van de spanten worden bepaald volgens de tabellen in het document.

Het bestaat uit de volgende onderdelen:

1. Algemene bepalingen.
2. Normen en regels van constructie (taken van ambtenaren die betrokken zijn bij de ontwikkeling en uitvoering van het project).
3. GOST's voor constructie - regels voor het uitvoeren van ontwerpwerkzaamheden, constructiekenmerken voor elke regio.
4. Regels voor de uitvoering, oplevering en aanvaarding van werken. Alle items die nodig zijn voor implementatie.

Volgens de vereisten die zijn gespecificeerd in de normatieve wet, kunt u een project opstellen dat niet veel onderdoet voor een document van professionals.

Voorbeelden van berekening van hellende systemen

De basis van de sterkte en betrouwbaarheid van het dakframe is de juiste definitie van de doorsnede en de helling van de spanten. Er moet ook rekening worden gehouden met de configuratie van de isolatie. Voor rol- en plaatmaterialen komt de optimale afstand overeen met hun breedte. Voor centraal Rusland, met een hellingslengte van 500 cm en een spantafstand van 60 cm, wordt een staaf met een doorsnede van 50 × 175 mm genomen, en met een toename van het interval - 50 × 200 mm. Deze aanbevelingen zijn echter relatief, u dient alle coëfficiënten van tevoren te kennen en in de praktijk toe te passen.

U kunt de parameters van het spantensysteem berekenen met behulp van de formule met vooraf verzamelde gegevens:

1. Sneeuwbelasting: S calc = 199 kg / m² × 1,4 = 278,6 kg / m².
2. Windbelasting: Wcalc = 28,02 kg / m² × 1,4 = 39,23 kg / m².
3. Permanente belasting: Gcalc = 53,11 kg / m² × 1,1 = 58,42 kg / m².

Het blijft over om de sterktecoëfficiënten van het dak in te voeren onder een hoek van 35 graden met een spantafstand van 900 mm van klasse I grenen, tot een nok van 7 m met golfkarton als dakbedekking. Het resultaat is als volgt: spanten met een doorsnede van 125x200 mm.