Hệ thống mái dốc là phổ biến nhất trong số các chủ đầu tư tư nhân. Bề mặt dốc đảm bảo thoát nước và tuyết hiệu quả, không để bụi bẩn bám lại trên đó. Đồng thời, thiết kế này có cấu trúc khá phức tạp. Điều kiện chính cho sự ổn định, sức mạnh và độ bền của nó là sự tính toán chính xác của hệ thống vì kèo. Đây là một quy trình mà bạn cần có nhiều dữ liệu khác nhau về đặc tính của vật liệu sản xuất, hình dạng của mái nhà và điều kiện khí hậu. Bạn có thể tự tính toán các kèo. Để làm được điều này, không cần liên hệ với công ty thiết kế, tuy nhiên bạn sẽ phải mất rất nhiều thời gian. Sai lầm theo hướng này hay hướng khác đều dẫn đến hậu quả tai hại cho tòa nhà và nguy cơ ảnh hưởng đến sức khỏe của cư dân.
Phân loại tải trọng trên hệ thống vì kèo
- vì kèo - là yếu tố chính mà trên đó cách nhiệt, chống thấm và tiện được lắp đặt;
- Mauerlat - một thanh mạnh mẽ được đặt trên các bức tường bên ngoài như một điểm dừng cho xà nhà;
- tiện - các thanh để lợp mái;
- run - thanh đảm bảo độ ổn định dọc của các mảnh ổ trục;
- giường - chịu một phần tải trọng từ giá đỡ đến Mauerlat;
- giá đỡ - hỗ trợ thẳng đứng phân phối lại áp lực từ xà nhà giữa giường và Mauerlat;
- thanh chống - được thiết kế để hỗ trợ chân kèo và ngăn không cho nó bị võng dưới áp lực thẳng đứng.
Để tính toán chính xác các vì kèo, bạn cần phải làm quen với các thành phần của tải trọng ảnh hưởng đến bất kỳ mái nhà nào.
Phân loại các yếu tố bên ngoài ảnh hưởng đến kết cấu vì kèo:
- Căn bản. Chúng được chia thành vĩnh viễn và dài hạn. Các hằng số bao gồm trọng lượng của bản thân khung, cách nhiệt, chống thấm, màng màng và dây buộc. Lâu dài - Khối lượng của tuyết bám trên bề mặt trong hơn một giờ. Ngoài ra, các sườn núi đang chịu áp lực do nước chảy xuống nó trong một trận mưa bão dữ dội.
- Bổ sung. Điều này ngụ ý ảnh hưởng đến cấu trúc của một khối lượng băng đáng kể, gió giật mạnh và sức nặng của những người thợ thủ công trong quá trình lắp đặt và sửa chữa.
- Bất khả kháng. Các yếu tố cực đoan kéo dài trong một thời gian ngắn được tính đến. Chúng bao gồm nổ, bão, động đất hoặc lở đất, hỏa hoạn.
Để tính toán hệ vì kèo của mái đầu hồi, các giá trị được lấy càng gần giới hạn càng tốt. Trên cơ sở so sánh các số liệu thu được sẽ tính toán mặt cắt của vì kèo, tính toán bước của kèo, chiều cao và độ dốc của mái.
Tải trọng mái và công thức tính toán của chúng
Các loại tải trọng sau đây được lấy làm cơ sở:
- Có tuyết rơi. Có được từ các tệp đính kèm thẻ. Thông tin trong các bảng được nhập theo kết quả trung bình của các quan sát dài hạn. Đối với mái có độ dốc đến 25º, tải trọng nằm trong khoảng 80-560 kg / m² đối với vùng tuyết thuộc loại I-VIII với bước 80. Với độ dốc của mái dốc 30-55º, hệ số giảm 0,5-0,7 được giới thiệu.
- Gió. Những dữ liệu này cũng được lấy từ các bảng tham chiếu được điền đầy đủ thông tin thống kê.Tính toán được thực hiện theo kgf / m² đối với các vùng khí hậu và các dạng địa hình. Tải trọng là 17-85 kgf / m² đối với các loại địa hình I-VIII. Ảnh hưởng đến kết quả và chiều cao của tòa nhà. Càng lên cao so với mặt đất, hệ số này càng lớn, là 0,75-1,25 đối với nhà 5-15 m.
- Trọng lượng của mái là một trong những yếu tố quyết định và được xác định bằng trọng lượng của một mét vuông lớp phủ, có tính đến các lớp phủ và đường nối công nghệ. Trọng lượng riêng, cũng như áp lực của vật liệu, tính bằng kg / m²: gạch mềm - 12, ván sóng - 5, gạch men - 50, đá phiến - 13, bitum - 6, đá phiến - 45, giảm giá - 6. Tổng trọng lượng được xác định bằng cách nhân trọng lượng riêng trên tổng diện tích.
- Trọng lượng của sàn phụ và bề mặt. Cơ sở cho mái nhà đặc biệt không ảnh hưởng đến độ bền của khung và được làm càng nhẹ càng tốt để giảm chi phí vật liệu và trọng lượng của khung. Trọng lượng trung bình của máy tiện là 15-25 kg / m². Chỉ số này được xác định bởi góc của mái và loại kết cấu. Trong trường hợp sơ đồ mạng tinh thể, nó là tối thiểu, và với một cơ sở rắn, nó là tối đa.
- Trọng lượng cách nhiệt. Bọt xốp và bọt polyurethane phổ biến nhất hiện nay rất nhẹ nên chúng được tính đến khi thiết kế các cấu trúc phức tạp để vận hành trong các điều kiện khó khăn, nơi mà mỗi kilôgam đều quan trọng. Vật liệu cách nhiệt nặng trung bình 10-20 kg / m². Loại nặng nhất nhưng cũng hiệu quả là len bazan.
- Trọng lượng của hệ thống vì kèo. Không có chất liệu thay thế cho gỗ, vì vậy gỗ thông và vân sam nhẹ và bền được sử dụng để lắp ráp khung. Việc sử dụng các loài gỗ có giá trị chỉ hợp lý trong điều kiện khí hậu ẩm ướt, đặc biệt là ở các vùng ven biển của đất nước. Tùy thuộc vào vật liệu được lựa chọn, trọng lượng của hệ thống kèo được tính theo tiêu chuẩn 10 - 20 kg / m².
- Trọng lượng của công nhân sửa chữa. Có tính đến các chi tiết cụ thể của việc lắp đặt hoặc sửa chữa mái lợp, không quá bốn người từ mỗi độ dốc có thể ở trên mái cùng một lúc. Trong trường hợp này, áp lực không chỉ được tác động lên toàn bộ bề mặt mà còn tác động theo chiều kim - một cách riêng biệt trên từng bộ phận đỡ. Do đó, tải trọng từ các nhà xây dựng được coi là tối đa và được tính trong khoảng 80-120 kg / m², tùy thuộc vào công trình của người sửa chữa.
- Khả năng chịu lực của vật liệu phụ thuộc vào các yếu tố như loại và loại gỗ, mặt cắt (chiều cao và chiều rộng của gỗ), mức độ sấy khô và xử lý bằng chất lỏng đặc biệt.
Để tính toán nhu cầu vật liệu và lập bản vẽ hợp lý của hệ thống vì kèo, bạn cần tìm số liệu đáng tin cậy, tóm tắt chúng và sau đó rút gọn chúng thành một công thức duy nhất. Đồng thời, mọi sắc thái đều quan trọng trong dự án - góc của mái, tần suất lắp đặt, chiều dài và độ dày của xà nhà.
Tính toán mặt cắt của chân kèo và siết chặt.
Các bảng có sẵn trong SNIP nên được sử dụng để tính toán các thông số sau của hệ thống chia độ:
- Góc dốc nhẹ (mái dốc). Khi nó nhỏ hơn 25º, trọng lực của các tấm, lớp cách nhiệt và bản thân khung sẽ tác động nhiều hơn lên các xà nhà. Trong trường hợp này, tải trọng gió có xu hướng nâng cao mái nhà và xé nó ra khỏi Mauerlat. Với kết cấu bằng phẳng, độ võng cho phép không quá 0,05% và chiều dài của xà phải nhỏ nhất. Sự ổn định cần thiết đạt được bằng cách giảm kích thước của phần nhô ra và cố định thêm vào các bức tường của ngôi nhà.
- Một mái nhà dốc với một hình dạng phức tạp. Ở đây, áp lực uốn của xà nhà là nhỏ nhất, vì chúng nằm ở góc với kết cấu nằm ngang. Nhưng cấu trúc đang chịu áp lực lớn hơn nhiều từ các khối không khí, có xu hướng lật ngược nó. Cái gọi là cánh buồm là kẻ thù chính của những mái nhà dốc.
- Độ dày lớp phủ tuyết. Có tính đến những thay đổi khí hậu, người ta nên tập trung vào các chỉ số lịch sử tối đa. Bạn có thể lấy thông tin cần thiết từ văn phòng khí tượng thủy văn địa phương hoặc cơ quan chính phủ.
- Nhiệt độ trung bình hàng năm. Bạn cần chú ý nhiều hơn đến giai đoạn mùa đông. Không thể loại trừ khả năng có mưa lớn kèm theo đó là sự nguội lạnh. Những hiện tượng như vậy dẫn đến việc hình thành băng và tích tụ một lượng lớn tuyết trên mái nhà. Đây là những gì thường gây ra sự phá hủy của các vì kèo.
- Hoa hồng của gió. Các luồng không khí có tác dụng bóc tách hoặc tác động thẳng đứng lên lớp phủ. Hướng gió cũng cần được tính đến để tạo cho mái nhà có cấu hình tối ưu nhất theo quan điểm khí động học và vị trí so với các điểm chính.
- Độ bền (mức độ uốn cong) của gỗ. Trong hầu hết các trường hợp, vân sam và thông được sử dụng. Cây tùng và cây tuyết tùng bền hơn, nhưng nặng hơn và đắt hơn nhiều, do đó chúng thực tế không được sử dụng. Vân sam và gỗ thông loại 1 chịu được tải trọng 140 kg / cm2, loại 2 - 130 kg / cm2 và loại 3 - 85 kg / cm2. Từ đó có thể hiểu rằng nó không đáng để tiết kiệm nguyên vật liệu.
- Trọng lượng của vật liệu xây dựng. Chúng ta đang nói về thùng, vật liệu cách nhiệt, chống thấm và màng. Nếu đang làm gác mái thì phải tính đến trọng lượng của phần trang trí bên trong của trần và tường, được gắn cố định vào hệ vì kèo.
Dựa trên việc so sánh các dữ liệu, các tính toán về nhu cầu vật liệu được thực hiện và ước tính cho việc bố trí mái nhà.
Tài liệu này bao gồm các điểm sau:
- mauerlat;
- khung mái nhà;
- máy tiện;
- mạng phản;
- nằm xuống;
- giá đỡ;
- hỗ trợ;
- lớp nền;
- chạy;
- thanh chống;
- các nút mái hiên của phần nhô ra của mái nhà, các ổ cắm của mái nhà;
- giao diện với đường ống, ống khói và ống thông gió;
- kết cấu cho mái hoặc cửa sổ thông gió;
- dây buộc.
Dự toán phải được tính toán với mức dự phòng từ 10-15% cho các sai sót, cắt xén, tổn thất trong quá trình vận chuyển, bảo quản, thực hiện công việc nâng hạ.
Tính toán bản đồ khí hậu của khu vực
Mặt khác, ảnh hưởng của nhiệt độ lên tất cả các yếu tố của mái nhà không thể bị đánh giá thấp. Cả việc làm mát và làm nóng mạnh đều dẫn đến biến dạng của chúng. Điều này trở thành nguyên nhân dẫn đến sự sai lệch của các kết cấu đỡ so với các trục công nghệ, làm suy yếu đáng kể khả năng chịu lực của chúng. Cách giải quyết là tăng độ dày của xà phù hợp với mặt cắt nhiệt độ của sơ đồ công nghệ.
Cần nhớ rằng mối nguy hiểm chính đối với các mái lớn là gió. Thông tin về hướng và tốc độ di chuyển của các khối khí có thể được tìm thấy trong mỗi tập bản đồ, nơi có thông tin chi tiết về khí hậu cho từng khu vực.
Luật Xây dựng
Phù hợp với các quy định của SNIP II-26-76, cao độ và tiết diện của xà nhà được xác định bằng tính toán, tùy thuộc vào tải trọng hiện có. Kích thước bước và hình dạng của xà nhà được xác định theo các bảng nêu trong tài liệu.
Nó bao gồm các phần sau:
- Các quy định chung.
- Định mức và quy phạm xây dựng (nhiệm vụ của các cán bộ tham gia xây dựng và thực hiện dự án).
- GOST cho xây dựng - quy tắc thực hiện công việc thiết kế, đặc điểm xây dựng cho từng khu vực.
- Nội quy thực hiện, bàn giao và nghiệm thu công trình. Tất cả các mục cần thiết để thực hiện.
Tuân theo các yêu cầu quy định trong đạo luật, bạn có thể lập một dự án không thua kém nhiều so với tài liệu từ các chuyên gia.
Ví dụ về tính toán hệ thống nghiêng
Bạn có thể tính toán các thông số của hệ thống kèo bằng công thức với dữ liệu thu thập trước:
- Tải trọng tuyết: S calc = 199 kg / m² × 1,4 = 278,6 kg / m².
- Tải trọng gió: Wcalc = 28,02 kg / m² × 1,4 = 39,23 kg / m².
- Tải trọng cố định: Gcalc = 53,11 kg / m² × 1,1 = 58,42 kg / m².
Vẫn giới thiệu hệ số cường độ của mái ở góc 35 độ với độ cao vì kèo là 900 mm từ gỗ thông loại I, lên đến đỉnh là 7 m với tấm tôn làm vật liệu lợp. Kết quả sẽ như sau: xà nhà có tiết diện 125x200 mm.
