Cum se calculează sistemul de fermă de acoperiș

Sistemul de acoperiș înclinat este cel mai popular printre dezvoltatorii privați. Suprafața înclinată asigură drenarea eficientă a apei și a zăpezii, astfel încât murdăria și resturile să nu rămână pe ea. În același timp, acest design are o structură destul de complexă. Principala condiție pentru stabilitatea, rezistența și durabilitatea sa este calculul corect al sistemului de căpriori. Aceasta este o procedură pentru care trebuie să aveți o mulțime de date diferite cu privire la proprietățile materialului de fabricație, forma acoperișului și condițiile climatice. Puteți calcula singuri căpriorii. Nu este necesar să contactați o firmă de proiectare pentru acest lucru, dar va trebui să cheltuiți mult timp. Greșelile într-o direcție sau alta sunt pline de consecințe dezastruoase pentru clădire și de risc pentru sănătatea locuitorilor săi.

Clasificarea sarcinilor pe sistemul de căpriori

Cea mai simplă ramă frontală constă din următoarele părți:

• căprior - este elementul principal pe care sunt instalate izolația, hidroizolația și întărirea;
• Mauerlat - o bară puternică așezată pe pereții exteriori ca oprire pentru căpriori;
• lathing - lamele pe care este așezat acoperișul;
• alergare - o bară care asigură stabilitatea longitudinală a fragmentelor de lagăr;
• pat - preia o parte din sarcină de la rafturi la Mauerlat;
• raft - suporturi verticale care redistribuie presiunea de la căpriori între pat și Mauerlat;
• tija - concepută pentru a susține piciorul căpriorului și pentru a preveni căderea acestuia sub presiune verticală.

Pentru a calcula corect căpriorii, trebuie să vă familiarizați cu componentele sarcinii care afectează orice acoperiș.

Clasificarea factorilor externi care afectează structurile de căpriori:

• De bază. Acestea sunt împărțite în permanente și pe termen lung. Constantele includ greutatea cadrului în sine, izolația, impermeabilizarea, filmul cu membrană și elementele de fixare. De lungă durată - Greutatea zăpezii care se întinde pe suprafețe mai mult de o oră. De asemenea, versanții sunt sub stres din cauza apei care curge pe ea în timpul unei furtuni intense.
• Adiţional. Aceasta implică influența asupra structurii unui volum semnificativ de gheață, rafale puternice de vânt și greutatea meșterilor în procesul de instalare și reparații.
• Forță majoră. Se iau în considerare factorii extremi care durează o perioadă scurtă de timp. Acestea includ explozie, uragan, cutremur sau alunecare de teren, incendiu.

Pentru a calcula sistemul de căpriori al unui acoperiș cu două ape, se iau valori cât mai apropiate de limită. Pe baza comparației datelor obținute, se calculează secțiunea transversală a căpriorilor, se calculează pasul căpriorilor, înălțimea și panta acoperișului.

Sarcini pe acoperiș și formule pentru calcularea lor

Colectarea sarcinilor pe acoperiș este un proces în care sunt necesare mai multe date de intrare pentru a obține condițiile problemei. Acestea sunt calculate experimental sau preluate din statistici.

Următoarele tipuri de sarcini sunt luate ca bază:

• Zăpadă. Obținut din atașamente de card. Informațiile din tabele sunt introduse în funcție de rezultatele medii ale observațiilor pe termen lung. Pentru acoperișuri cu o pantă de până la 25º, sarcina este cuprinsă între 80-560 kg / m² pentru regiunile de zăpadă din categoriile I-VIII cu un pas de 80. Cu o înclinație a pantei de 30-55º, un factor de reducere de 0,5-0,7 este introdus.
• Vânt. Aceste date sunt obținute și din tabelele de referință completate cu informații statistice.Calculul se efectuează în kgf / m² pentru zonele climatice și tipurile de teren. Sarcina este de 17-85 kgf / m² pentru tipurile de teren I-VIII. Influențează rezultatul și înălțimea clădirii. Cu cât se ridică mai mult deasupra solului, cu atât este mai mare coeficientul, care este 0,75-1,25 pentru casele de 5-15 m.
• Greutatea acoperișului este unul dintre factorii determinanți și se determină în greutatea unui metru pătrat de acoperire, ținând cont de suprapunerile și cusăturile tehnologice. Greutatea specifică, precum și presiunea materialului, sunt în kg / m²: plăci moi - 12, plăci ondulate - 5, plăci ceramice - 50, ardezie - 13, bitum - 6, ardezie - 45, rabat - 6. Greutatea totală este determinată de înmulțirea greutății specifice pe suprafața totală.
• Greutatea pardoselii și a șireturilor. Baza pentru acoperiș nu afectează în mod deosebit rezistența cadrului și este făcută cât mai ușoară posibil pentru a reduce costurile de material și greutatea cadrului. Greutatea medie a brăzdării este de 15-25 kg / m². Acest indicator este determinat de unghiul acoperișului și de tipul de structură. În cazul unei scheme de rețea, este minimă, iar cu o bază solidă, este maximă.
• Greutatea izolației. Cele mai frecvente spume și spumă poliuretanică sunt astăzi atât de ușoare încât sunt luate în considerare la proiectarea structurilor complexe pentru funcționare în condiții dificile, în care literalmente contează fiecare kilogram. Izolația cântărește în medie 10-20 kg / m². Cea mai grea, dar și eficientă, este vata bazaltică.
• Greutatea sistemului de căpriori. Nu există nicio alternativă la lemn, astfel încât cheresteaua de pin și molid ușoară și durabilă este folosită pentru asamblarea cadrului. Utilizarea speciilor valoroase de lemn este justificată doar într-un climat umed, în special în regiunile de coastă ale țării. În funcție de materialul selectat, greutatea sistemului de căpriori este calculată în conformitate cu standardul de 10-20 kg / m².
• Greutatea lucrătorilor care efectuează reparații. Luând în considerare specificul instalării sau reparării acoperișului, nu mai mult de patru persoane din fiecare pantă pot fi pe acoperiș în același timp. În acest caz, presiunea este exercitată nu numai pe întreaga suprafață, ci și în sens - separat pe fiecare parte de susținere. Prin urmare, sarcina de la constructori este considerată a fi maximă și este calculată în intervalul de 80-120 kg / m², în funcție de construcția reparatorului.
• Capacitatea portantă a materialului depinde de factori precum tipul și tipul lemnului, secțiunea acestuia (înălțimea și lățimea lemnului), gradul de uscare și prelucrare cu fluide speciale.

Pentru a calcula necesitatea materialului și a întocmi un desen competent al sistemului de căpriori, trebuie să găsiți date fiabile, să le rezumați și apoi să le reduceți într-o singură formulă. În același timp, fiecare nuanță contează în proiect - unghiul acoperișului, frecvența instalării, lungimea și grosimea căpriorilor.

Calculul secțiunii transversale a piciorului căpriorului și strângerea

La proiectarea unui cadru pentru acoperiș, sarcinile finale sunt luate în considerare între începutul deformării structurii până la distrugerea completă a acesteia. O mare importanță pentru calculul corect al configurației cadrului acoperișului este tipul și gradul său de înclinare. În fiecare caz, mai multe forțe acționează asupra acoperirii simultan.

Tabelele disponibile în SNIP ar trebui utilizate pentru a calcula următorii parametri ai sistemului pitched:

1. Unghi ușor de înclinare (acoperiș înclinat). Când este mai puțin de 25 °, gravitatea panourilor, a izolației și a cadrului în sine acționează mai mult asupra căpriorilor. În acest caz, sarcina vântului tinde să ridice acoperișul și să-l rupă de Mauerlat. Cu o structură plană, este permisă lăsarea de cel mult 0,05%, iar lungimea căpriorilor ar trebui să fie minimă. Stabilitatea necesară este atinsă prin reducerea dimensiunii surplombului și fixarea suplimentară pe pereții casei.
2. Un acoperiș abrupt cu o formă complexă. Aici, presiunea de îndoire a căpriorilor este minimă, deoarece acestea sunt situate într-un unghi față de structurile orizontale. Dar structura se confruntă cu o presiune mult mai mare din partea maselor de aer, care tind să o răstoarne. Așa-numita velă este inamicul principal al acoperișurilor abrupte.

Pentru a calcula lungimea și secțiunea căpriorilor, în funcție de întindere, trebuie să utilizați următoarele tabele:

• Grosimea stratului de zăpadă. Luând în considerare schimbările climatice, ar trebui să ne concentrăm pe indicatorii istorici maximi. Puteți obține informațiile de care aveți nevoie de la biroul dvs. hidrometeorologic local sau de la agenția guvernamentală.
• Temperatura medie anuală. Trebuie să acordați mai multă atenție perioadei de iarnă. Nu poate fi exclusă posibilitatea unor precipitații abundente urmate de o răcire. Astfel de fenomene duc la formarea de gheață și acumularea unei cantități mari de zăpadă pe acoperiș. Aceasta este ceea ce cauzează cel mai adesea distrugerea căpriorilor.
• Trandafirul Vântului. Curenții de aer au o coajă puternică sau un efect vertical asupra stratului de acoperire. Direcția vântului ar trebui, de asemenea, luată în considerare pentru a oferi acoperișului cea mai optimă configurație din punct de vedere al aerodinamicii și al locației în raport cu punctele cardinale.
• Rezistența (gradul de îndoire) al lemnului. În majoritatea cazurilor, se utilizează molid și pin. Zada și cedrul sunt mai durabile, dar mult mai grele și mai scumpe, prin urmare practic nu sunt utilizate. Clasa I de molid și pin rezistă la o sarcină de 140 kg / cm2, clasa a II-a - 130 kg / cm2, iar clasa a III-a - 85 kg / cm2. Din aceasta se poate înțelege că nu merită economisită pe materiale.
• Greutatea materialelor de construcție. Vorbim despre ladă, izolație, hidroizolație și membrană. Dacă se realizează o mansardă, se ia în considerare greutatea decorațiunii interioare a tavanului și a pereților, care sunt fixate la sistemul de căpriori.

Pe baza comparației datelor, se fac calcule ale necesității de materiale și se face o estimare pentru amenajarea acoperișului.

Acest document constă din următoarele puncte:

• mauerlat;
• ferme de acoperiș;
• leaţ;
• contra rețea;
• intinde-te;
• rafturi;
• suporturi;
• sapi;
• aleargă;
• stâlpi;
• nodurile streașinii acoperișului acoperișului, ieșirile frontonului;
• interfață cu țevi, coșuri de fum și conducte de ventilație;
• structuri pentru ferestre de acoperiș sau de ventilație;
• elemente de fixare.

Estimarea trebuie calculată cu o rezervă de 10-15% pentru erori, tăiere, pierderi în timpul transportului, depozitării, efectuării lucrărilor de ridicare.

Contabilitatea hărții climatice a regiunii

Chiar și cele mai fiabile materiale au o anumită marjă de siguranță. Forțe de diferite direcții acționează asupra căpriorilor. Pe de o parte, aceasta este greutatea întregii structuri minus masa pieselor de sprijin în sine. La presiunea verticală se adaugă mase de zăpadă și muncitori care pot repara trotuarul, pot instala diverse structuri pe acoperiș, cum ar fi o antenă, palete sau stâlp. Aici trebuie să faceți referire la secțiunea hărților climatice referitoare la precipitații.

Pe de altă parte, efectul temperaturii asupra tuturor elementelor acoperișului nu poate fi subestimat. Atât răcirea puternică, cât și încălzirea duc la deformarea lor. Acesta devine motivul abaterilor structurilor de susținere de la axele tehnologice, ceea ce le slăbește semnificativ capacitatea portantă. Modul de rezolvare a problemei este creșterea grosimii căpriorilor în conformitate cu secțiunea de temperatură din graficul tehnologic.

Trebuie amintit că principalul pericol pentru acoperișurile mari este vântul. Informații despre direcția și viteza de mișcare a maselor de aer pot fi găsite în fiecare atlas, unde sunt disponibile informații detaliate despre climă pentru fiecare regiune.

Coduri de construcție

În conformitate cu prevederile SNIP II-26-76, pasul și secțiunea căpriorilor sunt determinate prin calcul, în funcție de sarcinile existente. Dimensiunea treptei și forma căpriorilor sunt determinate în conformitate cu tabelele prezentate în document.

Se compune din următoarele secțiuni:

1. Dispoziții generale.
2. Norme și reguli de construcție (atribuții ale funcționarilor implicați în dezvoltarea și implementarea proiectului).
3. GOST-uri pentru construcții - reguli pentru lucrări de proiectare, caracteristici de construcție pentru fiecare regiune.
4. Reguli pentru executarea, livrarea și acceptarea lucrărilor. Toate articolele necesare pentru implementare.

Urmând cerințele specificate în actul normativ, puteți întocmi un proiect care nu va fi mult inferior unui document de la profesioniști.

Exemple de calcul al sistemelor înclinate

Baza rezistenței și fiabilității cadrului acoperișului este definirea corectă a secțiunii și pasului căpriorilor. Ar trebui luată în considerare și configurația izolației. Pentru materialele cu role și plăci, distanța optimă corespunde lățimii lor. Pentru centrul Rusiei, cu o lungime a pantei de 500 cm și o înclinare a căpriorului de 60 cm, se ia o bară cu o secțiune de 50 × 175 mm și cu o creștere a intervalului - 50 × 200 mm. Cu toate acestea, aceste recomandări sunt relative, ar trebui să știți în prealabil toți coeficienții și să le aplicați în practică.

Puteți calcula parametrii sistemului de căpriori utilizând formula cu date pre-colectate:

1. Sarcina de zăpadă: S calc = 199 kg / m² × 1,4 = 278,6 kg / m².
2. Sarcina vântului: Wcalc = 28,02 kg / m² × 1,4 = 39,23 kg / m².
3. Sarcină permanentă: Gcalc = 53,11 kg / m² × 1,1 = 58,42 kg / m².

Rămâne să introducem coeficienții de rezistență ai acoperișului la un unghi de 35 de grade, cu un pas de căprior de 900 mm de pinul de gradul I, până la o creastă de 7 m, cu placa ondulată ca material pentru acoperiș. Rezultatul va fi după cum urmează: căpriori cu o secțiune de 125x200 mm.