Calculul secțiunii transversale a piciorului de căpriori. Dimensiunile capriorii

-> Calcul sistem de căpriori

Elementul principal al acoperișului, care absoarbe și rezistă la toate tipurile de sarcini, este sistem de căpriori. Prin urmare, pentru ca acoperișul dumneavoastră să reziste în mod fiabil tuturor impacturilor mediu, este foarte important de făcut calcul corect sistem de căpriori.

Pentru autocalcul Ofer caracteristicile materialelor necesare pentru instalarea sistemului de căpriori formule simplificate calcul. Au fost făcute simplificări pentru a crește rezistența structurii. Acest lucru va determina o ușoară creștere a consumului de cherestea, dar pe acoperișurile mici ale clădirilor individuale va fi nesemnificativ. Aceste formule pot fi utilizate atunci când se calculează podul mansardă și mansardă, precum și acoperișurile cu o singură pană.

Pe baza metodologiei de calcul prezentată mai jos, programatorul Andrey Mutovkin (cartea de vizită a lui Andrey - mutovkin.rf) pentru propriile nevoi a dezvoltat un program de calcul al sistemului de căpriori.

La cererea mea, mi-a permis cu generozitate să-l postez pe site. Puteți descărca programul.

Metodologia de calcul se bazează pe SNiP 2.01.07-85 „Încărcări și impacturi”, ținând cont de „Modificări...” din 2008, precum și pe baza formulelor date în alte surse. Am dezvoltat această tehnică în urmă cu mulți ani, iar timpul a confirmat corectitudinea ei.

Pentru a calcula sistemul de căpriori, în primul rând, este necesar să se calculeze toate sarcinile care acționează asupra acoperișului.

I. Încărcături care acționează asupra acoperișului.

1. Încărcături de zăpadă.

2. Sarcinile vântului.

În plus față de cele de mai sus, sistemul de căpriori este, de asemenea, supus sarcinilor de la elementele acoperișului:

3. Greutatea acoperișului.

4. Greutatea pardoselii brute și a învelișului.

5. Greutatea izolației (în cazul mansardei izolate).

6. Greutatea sistemului de căpriori în sine.

Să luăm în considerare toate aceste încărcături mai detaliat.

1. Încărcături de zăpadă.

Pentru a calcula sarcina de zăpadă folosim formula:
Unde,
S - valoarea dorită a încărcăturii de zăpadă, kg/m²
µ - coeficient în funcție de panta acoperișului. Sg - normativ sarcina de zapada

, kg/m².

µ - coeficient în funcție de panta acoperișului α. Cantitate fără dimensiuni.
Unghiul de pantă a acoperișului α poate fi determinat aproximativ prin împărțirea înălțimii H la jumătatea deschiderii - L.

Rezultatele sunt rezumate în tabel:

Atunci, dacă α este mai mic sau egal cu 30°, µ = 1;

dacă α este mai mare sau egal cu 60°, µ = 0; Dacă

30° se calculează folosind formula:

Sg - încărcare standard de zăpadă, kg/m².
Pentru Rusia este acceptat conform hărții 1 a anexei obligatorii 5 din SNiP 2.01.07-85 „Încărcări și impacturi”

Pentru Belarus, se determină încărcarea standard de zăpadă Sg
Codul tehnic al PRACTICĂ Eurocod 1. EFECTE ASUPRA STRUCTURILOR Partea 1-3. Impacturi generale. Încărcături de zăpadă. TKP EN1991-1-3-2009 (02250).

De exemplu,

Brest (I) - 120 kg/m²,
Grodno (II) - 140 kg/m²,
Minsk (III) - 160 kg/m²,
Vitebsk (IV) - 180 kg/m².

Găsiți sarcina maximă posibilă de zăpadă pe un acoperiș cu o înălțime de 2,5 m și o deschidere de 7 m.
Imobilul este situat in sat. Regiunea Babenki Ivanovo. RF.

Folosind Harta 1 din Anexa obligatorie 5 din SNiP 2.01.07-85 „Încărcări și impacturi” determinăm Sg - încărcarea standard de zăpadă pentru orașul Ivanovo (districtul IV):
Sg=240 kg/m²

Determinați unghiul de pantă a acoperișului α.
Pentru a face acest lucru, împărțiți înălțimea acoperișului (H) la jumătate din deschidere (L): 2,5/3,5=0,714
iar din tabel găsim unghiul de pantă α=36°.

De la 30°, calculul µ va fi produs folosind formula µ = 0,033·(60-α) .
Înlocuind valoarea α=36°, găsim: µ = 0,033·(60-36)= 0,79

Apoi S=Sg·p =240·0,79=189kg/m²;

sarcina maximă posibilă de zăpadă pe acoperișul nostru va fi de 189 kg/m².

2. Sarcinile vântului.

Dacă acoperișul este abrupt (α > 30°), atunci datorită vântului său, vântul pune presiune pe una dintre pante și tinde să-l răstoarne.

Dacă acoperișul este plat (α, atunci forța aerodinamică de ridicare care apare atunci când vântul se îndoaie în jurul lui, precum și turbulențele de sub surplome, tind să ridice acest acoperiș.

Conform SNiP 2.01.07-85 „Încărcări și impacturi” (în Belarus - Eurocod 1 IMPACTE ASUPRA STRUCTURILOR Partea 1-4. Impacturi generale. Impacturi vântului), sens normativ componenta medie a sarcinii vântului Wm la înălțimea Z deasupra solului ar trebui determinată prin formula:

Pentru a calcula sarcina de zăpadă folosim formula:
Wo este valoarea standard a presiunii vântului.
K este un coeficient care ține cont de modificarea presiunii vântului cu înălțimea.
C - coeficient aerodinamic.

K este un coeficient care ține cont de modificarea presiunii vântului cu înălțimea. Valorile sale, în funcție de înălțimea clădirii și de natura terenului, sunt rezumate în Tabelul 3.

C - coeficient aerodinamic,
care, în funcție de configurația clădirii și a acoperișului, poate lua valori de la minus 1,8 (acoperișul se ridică) la plus 0,8 (vântul apasă pe acoperiș). Deoarece calculul nostru este simplificat în direcția creșterii rezistenței, luăm valoarea lui C egală cu 0,8.

La construirea unui acoperiș, trebuie amintit că forțele vântului care tind să ridice sau să rupă acoperișul pot atinge valori semnificative și, prin urmare, partea inferioară a fiecăruia. picior de căprior trebuie să fie atașat corespunzător de pereți sau covorașe.

Acest lucru se poate face prin orice mijloace, de exemplu, folosind sârmă de oțel recoaptă (pentru moliciune) cu un diametru de 5 - 6 mm. Cu acest fir, fiecare picior de căpriori este înșurubat de matrice sau de urechile plăcilor de podea. Este evident că Cu cât acoperișul este mai greu, cu atât mai bine!

Determinați sarcina medie de vânt pe acoperiș casă cu un etaj cu înălțimea crestei de la sol - 6 m. , unghi de pantă α=36° în satul Babenki, regiunea Ivanovo. RF.

Conform hărții 3 din Anexa 5 din „SNiP 2.01.07-85” constatăm că regiunea Ivanovo aparține celei de-a doua regiuni eoliene Wo= 30 kg/m²

Deoarece toate clădirile din sat sunt sub 10m, coeficientul K= 1,0

Se ia valoarea coeficientului aerodinamic C egală cu 0,8

valoarea standard a componentei medii a încărcăturii vântului Wm = 30 1,0 0,8 = 24 kg/m².

Pentru informații: dacă vântul suflă la capătul unui anumit acoperiș, atunci pe marginea acestuia acționează o forță de ridicare (ruptură) de până la 33,6 kg/m²

3. Greutatea acoperișului.

Diferite tipuri de acoperiș au următoarea greutate:

1. Ardezie 10 - 15 kg/m²;
2. Ondulină (ardezie bituminoasă) 4 - 6 kg/m²;
3. Placi ceramice 35 - 50 kg/m²;
4. Placi de ciment-nisip 40 - 50 kg/m²;
5. Zona zoster bituminoasă 8 - 12 kg/m²;
6. Placi metalice 4 - 5 kg/m²;
7. Foi ondulate 4 - 5 kg/m²;

4. Greutatea pardoselii brute, învelișului și a sistemului de căpriori.

Greutatea pardoselii brute este de 18 - 20 kg/m²;
Greutatea învelișului 8 - 10 kg/m²;
Greutatea sistemului de căpriori în sine este de 15 - 20 kg/m²;

Când se calculează sarcina finală pe sistemul de căpriori, toate sarcinile de mai sus sunt însumate.

Și acum îți voi spune mic secret. Vânzătorii anumitor tipuri de materiale de acoperiș ca unul dintre proprietăți pozitive rețineți ușurința lor, care, conform asigurărilor lor, va duce la economii semnificative de cheresteaua la fabricarea sistemului de căpriori.

Pentru a respinge această afirmație, voi da următorul exemplu.

Calculul sarcinii pe sistemul de căpriori la utilizarea diferitelor materiale de acoperiș.

Să calculăm sarcina pe sistemul de căpriori atunci când îl folosim pe cel mai greu (plăci de ciment-nisip
50 kg/m²) și cel mai ușor (plăci metalice 5 kg/m²) material de acoperiș pentru casa noastră din satul Babenki, regiunea Ivanovo. RF.

Placi de ciment-nisip:

Sarcini ale vântului - 24 kg/m²
Greutatea acoperișului - 50 kg/m²
Greutatea învelișului - 20 kg/m²

Total - 303 kg/m²

Placi metalice:
Sarcina de zapada - 189 kg/m²
Sarcini ale vântului - 24 kg/m²
Greutatea acoperișului - 5 kg/m²
Greutatea învelișului - 20 kg/m²
Greutatea sistemului de căpriori în sine este de 20 kg/m²
Total - 258 kg/m²

Evident, diferența existentă în sarcinile de proiectare (doar aproximativ 15%) nu poate duce la economii semnificative de cherestea.

Deci, cu calculul sarcinii totale Q acționând metru pătrat Ne-am dat seama de acoperiș!

Va atrag mai ales atentia: atunci cand faceti calcule fiti foarte atenti la dimensiuni!!!

II. Calculul sistemului de căpriori.

Sistem de căpriori constă din căpriori separate (picioare de căpriori), astfel încât calculul se reduce la determinarea sarcinii pe fiecare picior de căpriori separat și la calcularea secțiunii transversale a unui picior individual de căpriori.

1. Găsiți sarcina distribuită metru liniar fiecare picior de căpriori.

Unde
Qr - sarcină distribuită pe metru liniar de picior de căpriori - kg/m,
A - distanța dintre căpriori (pasul căpriorii) - m,
Q este sarcina totală care acționează asupra unui metru pătrat de acoperiș - kg/m².

2. Determinați zona de lucru în piciorul căprior lungime maxima Lmax.

3. Calculăm secțiunea transversală minimă a materialului piciorului de căpriori.

Atunci când alegem materialul pentru căpriori, ne ghidăm după masă dimensiuni standard cherestea (GOST 24454-80 cherestea specii de conifere. Dimensiuni), care sunt rezumate în Tabelul 4.

Tabel 4. Dimensiuni nominale de grosime și lățime, mm

Grosimea plăcii - lățimea secțiunii (B)	Lățimea plăcii - înălțimea secțiunii (H)
16	75	100	125	150
19	75	100	125	150	175
22	75	100	125	150	175	200	225
25	75	100	125	150	175	200	225	250	275
32	75	100	125	150	175	200	225	250	275
40	75	100	125	150	175	200	225	250	275
44	75	100	125	150	175	200	225	250	275
50	75	100	125	150	175	200	225	250	275
60	75	100	125	150	175	200	225	250	275
75	75	100	125	150	175	200	225	250	275
100		100	125	150	175	200	225	250	275
125			125	150	175	200	225	250
150				150	175	200	225	250
175					175	200	225	250
200						200	225	250
250								250

A. Calculăm secțiunea transversală a piciorului de căpriori.

Setăm în mod arbitrar lățimea secțiunii în conformitate cu dimensiunile standard și determinăm înălțimea secțiunii folosind formula:

H ≥ 8,6 Lmax sqrt(Qr/(BRben)), dacă panta acoperișului α

H ≥ 9,5 Lmax sqrt(Qr/(BRben)), dacă panta acoperișului α > 30°.

H - înălțimea secțiunii cm,


B - lățimea secțiunii cm,
Rbend - rezistența la încovoiere a lemnului, kg/cm².
Pentru pin și molid, Rben este egal cu:
clasa I - 140 kg/cm²;
clasa a II-a - 130 kg/cm²;
clasa a III-a - 85 kg/cm²;
sqrt - rădăcină pătrată

B. Verificăm dacă valoarea deflexiunii se încadrează în standard.

Deformarea normalizată a materialului sub sarcină pentru toate elementele de acoperiș nu trebuie să depășească L/200. Unde, L este lungimea secțiunii de lucru.

Această condiție este îndeplinită dacă următoarea inegalitate este adevărată:

3,125 Qr (Lmax)³/(B H³) ≤ 1

Pentru a calcula sarcina de zăpadă folosim formula:
Qr - sarcină distribuită pe metru liniar de picior de căpriori - kg/m,
Lmax - secțiunea de lucru a piciorului de căpriori cu lungimea maximă m,
B - lățimea secțiunii cm,
H - înălțimea secțiunii cm,

Dacă inegalitatea nu este îndeplinită, atunci creșteți B sau H.

Stare:
Unghiul de înclinare a acoperișului α = 36°;
Pasul capriorilor A= 0,8 m;
Secțiunea de lucru a piciorului de căpriori de lungime maximă Lmax = 2,8 m;
Material - pin clasa I (Rbending = 140 kg/cm²);
Acoperis - tigla de ciment-nisip (Greutate acoperis - 50 kg/m²).

După cum a fost calculat, sarcina totală care acționează pe un metru pătrat de acoperiș este Q = 303 kg/m².
1. Aflați sarcina distribuită pe metru liniar al fiecărui picior de căpriori Qr=A·Q;
Qr=0,8·303=242 kg/m;

2. Alegeți grosimea scândurii pentru căpriori - 5cm.
Să calculăm secțiunea transversală a piciorului de căpriori cu o lățime a secțiunii de 5 cm.

Apoi, H ≥ 9,5 Lmax sqrt (Qr/BRben), deoarece panta acoperișului α > 30°:
H ≥ 9,5 2,8 sqrt(242/5 140)
H ≥15,6 cm;

Din tabelul cu dimensiuni standard de cherestea, selectați o placă cu secțiunea transversală cea mai apropiată:
latime - 5 cm, inaltime - 17,5 cm.

3. Verificăm dacă valoarea deflexiunii se încadrează în standard. Pentru a face acest lucru, trebuie respectată următoarea inegalitate:
3,125 Qr (Lmax)³/B H³ ≤ 1
Înlocuind valorile, avem: 3,125·242·(2,8)³ / 5·(17,5)³= 0,61
Sens 0,61, ceea ce înseamnă că secțiunea transversală a materialului de căpriori este aleasă corect.

Secțiunea transversală a căpriorilor, instalate în trepte de 0,8 m, pentru acoperișul casei noastre va fi: lățime - 5 cm, înălțime - 17,5 cm.

Colectareîncărcături

În primul rând, pentru a determina sarcinile, am stabilit secțiunea transversală a piciorului de căpriori la 75x225 mm. Sarcina constantă pe piciorul căpriorii este calculată în tabel. 3.2.

Tabelul 3.2 Sarcina constantă calculată pe piciorul căpriorii, kPa

	Exploatare-		Limită
Elemente și sarcini		γ fm	sens
	sens		încărcături
	încărcături
Picior de căpriori 0,075*0,225*5/0,95
	g pagina e =0,372		g c tr. m = 0,403

Sarcina maximă estimată pe piciorul căpriorii (combinație de constantă plus zăpadă)

Model geometric de căpriori

Schemele pentru calcularea piciorului de căpriori sunt prezentate în Fig. 3.2. Cu lățimea coridorului în axe =3,4 m distanta intre axele longitudinale ale peretilor exterior si interior.

Distanța dintre axele plăcii de alimentare și pat, ținând cont de referința la axă (
=0,2 m)m. Instalăm bretele la un unghi β = 45° (pantă 2 = 1). Panta capriorilor este egală cu panta acoperișului i 1 =i = 1/3 = 0,333.

Pentru a determina dimensiunile necesare calculului, puteți desena o diagramă geometrică a căpriorilor pentru a scala și a măsura distanțele cu o riglă. Dacă mauerlat și piciorul sunt la același nivel, atunci deschiderile piciorului de căpriori pot fi determinate folosind formulele

Înălțimile nodurilor h 1 =i 1 l 1 = 0,333*4,35=1,45 m; h 2: = i 1 l=0,333*5,8=1,933 m Marcaj de înălțime: luați bara transversală la 0,35 m sub punctul de intersecție a axelor piciorului de căpriori și stâlpului. h = h 2 - 0,35 (m) = 1,933 -0,35 = 1,583 m.

Eforturi în piciorul căprior pe bara transversală

Piciorul de căpriori acționează ca o grindă continuă cu trei trave. Așezările de susținere pot modifica momentele de susținere în grinzi continue. Dacă presupunem că, din cauza tasării suportului, momentul încovoietor pe acesta a devenit egal cu zero, atunci putem tăia condiționat balamaua în locul momentului zero (deasupra suportului). Pentru a calcula piciorul de căpriori cu o anumită marjă de siguranță, presupunem că tasarea barei a redus momentul încovoietor de susținere deasupra acestuia la zero. Apoi diagrama de proiectare a piciorului de căpriori va corespunde cu Fig. 3.2, c.

Moment de încovoiere în piciorul căprior

Pentru a determina împingerea în bara transversală (strângere), presupunem că suporturile s-au lăsat în așa fel încât momentul de susținere deasupra lonjeriei este egal cu M 1 iar deasupra rafturilor - zero. În mod convențional, tăiem balamalele în locuri cu momente zero și considerăm partea de mijloc a căpriorii ca un arc cu trei balamale cu o deschidere l cp = 3,4 m Spațiul într-un astfel de arc este egal cu

Componentă verticală a reacției strut

Folosind diagrama din fig. 3.2.g, determinăm forța în bară

Orez. 3.2. Scheme de calcul a căpriorii

a-secțiune transversală a acoperirii mansardei; b - diagramă pentru determinarea lungimii estimate a piciorului de căpriori; c - schema de proiectare a piciorului de căpriori; d - diagrama de determinare a împingerii în bara transversală; l - de asemenea pentru o schemă cu un perete longitudinal; 1 - Mauerlat; 2 - culcat; 3 - alerga; 4 - picior de căpriori; 5 - stand; 6 - strut; 7 - bară transversală (strângere); 8 - distantier; 9, 10 - bare de tracțiune; 11 - pulpă; 12 - suprapunere.

Calculul picioarelor de căpriori pe baza puterii normalesecțiuni

Momentul de rezistență necesar al alergării

După adj. M luăm lățimea piciorului de căpriori b = 5 cm și găsiți înălțimea necesară a secțiunii

După adj. Luăm o placă cu o secțiune de 5x20 cm.

Nu este nevoie să verificați deviațiile piciorului de căpriori, deoarece acesta este situat într-o cameră cu acces limitat de către oameni.

Calculul îmbinărilor plăcilorpicior de căprior.

Deoarece lungimea piciorului de căpriori este mai mare de 6,5 m, este necesar să se facă din două plăci cu o îmbinare suprapusă. Așezăm centrul îmbinării în punctul în care se sprijină pe suport. Apoi momentul încovoietor la îmbinare în timpul tasării barei M 1 = 378,4 kN*cm.

Calculăm îmbinarea în același mod ca și îmbinarea panelor. Acceptăm lungimea de suprapunere l nahl = 1,5 m = 150 cm, diametrul cuielor d= 4 mm = 0,4 cm lungime l paznici = 100 mm.

Distanța dintre axele conexiunilor cuie

150 -3*15*0,4 =132 cm.

Forța percepută de o conexiune cu unghii

Q=M op/Z=378,4/132 =3,29 kN.

Lungimea estimată a ciupirii cuielor ținând cont de distanța maximă normalizată dintre plăci δ L = 2 mm cu grosimea plăcii δ D = 5,0 cm și lungimea vârfului cuiului l.5d

a p = l gv -5 d -5 w -l.5d = 100-50-2-1,5*4 = 47,4 mm = 4; 74 cm.

Când se calculează o conexiune cu dibl (cui):

– grosimea elementului mai subțire o= o p =4,74 cm;

– grosimea elementului mai gros c = δ d =5,0 cm.

Găsirea unei relații a/c = 4,74/5,0 = 0,948

După adj. T, găsim coeficientul k n =0,36 kN/cm2.

Găsim capacitatea portantă a unei cusături dintr-un cui din condițiile:

– strivire într-un element mai gros

= 0,35*5*0,4*1*1/0,95 = 0,737 kN

– mototolirea într-un element mai subțire

= 0,36*4,74*0,4*1*1/0,95 = 0,718 kN

– îndoirea unghiilor

= (2,5* 0,4 2 + 0,01* 4,74 2)
/0,95=0,674 kN

– dar nu mai mult de kN

Dintre cele patru valori, selectați cea mai mică T = 0,658 kN.

Găsirea numărului necesar de cuie n paznici ≥ Q/ T =2,867/0,674=4,254.

Acceptăm n paznici = 5.

Verificăm posibilitatea instalării a cinci cuie pe un rând. Distanța dintre cuie de-a lungul fibrelor de lemn este S 2 = 4d = 4 * 0,4 = 1,6 cm Distanța de la cel mai exterior cui marginea longitudinală scânduri S 3 =4d= 4*0,4 =1,6 cm.

În funcție de înălțimea piciorului de căpriori h = 20 cm ar trebui să se potrivească

4S 2 +2Sз=4*1,6+2*1,6 = 9,6 cm<20 см. Устанавливаем гвозди в один ряд.

Calculul conexiunii dintre bara transversală și piciorul căprior

Conform sortimentului (Anexa M), acceptăm o bară transversală din două plăci cu o secțiune transversală bxh = 5x15 cm fiecare. Forța la îmbinare este relativ mare (N = 12, kN) și poate necesita instalarea unui număr mare de cuie în condiții de șantier. Pentru a reduce complexitatea instalării acoperirii, proiectăm o conexiune cu șuruburi a barei transversale cu piciorul căpriorii. Acceptăm șuruburi cu un diametru d = 12 mm = 1,2 cm.

În piciorul căpriorii, diblurile (șuruburile) zdrobesc lemnul la un unghi față de fibre α = 18,7 0. După adj. Găsim coeficientul k α =0,95 corespunzător unghiului α =18,7 0.

Când se calculează o conexiune cu dibluri, grosimea elementului din mijloc este egală cu lățimea căpriorii c = 5 cm, grosimea elementului exterior este lățimea plăcii transversale. a = 5 cm.

Determinăm capacitatea portantă a unei cusături a unui diblu din condițiile:

– strivire în elementul mijlociu
= 0,5*5* 1,2*0,95* 1 *1/0,95 = 3,00 kN

– strivire în elementul exterior
= 0,8*5*1,2*1*1/0,95 = 5,05 kN;

– îndoirea diblului = (l.8* 1.2 2 + 0.02* 5 2)
/0,95=3,17 kN

- dar nu mai mult de kN

Dintre cele patru valori, selectați cea mai mică T = 3,00 kN.

Determinăm numărul necesar de dibluri (șuruburi) cu numărul de cusături n w =2

Acceptăm numărul de șuruburi n H =3.

Nu este nevoie să verificați secțiunea transversală a barei transversale pentru rezistență, deoarece are o marjă mare de siguranță.

4. ASIGURAREA RIGIDITĂȚII SPAȚIALE ȘI STABILITĂȚII GEOMETRICE A CLĂDIRII

Construcția cadrului acoperișului se realizează conform proiectului elaborat, care specifică toți parametrii necesari, inclusiv tipul structurii, distanța dintre capriori, secțiunea transversală a elementelor și metoda de instalare a componentelor.

Principiile calculului sistemului

În timpul funcționării acoperișului, cadrul acestuia suferă sarcini mari de diferite tipuri.:

• constantă (greutatea sistemului de căpriori în sine și plăcinta pentru acoperiș);
• periodic (încărcare de vânt și zăpadă, greutatea unei persoane care întreține sau repara un acoperiș sau un coș de fum).

Pentru a calcula corect și a realiza un acoperiș de încredere, trebuie să decideți asupra configurației acestuia, să alegeți tipul de acoperiș și să calculați unghiul optim de înclinare al pantelor. Gradul de complexitate al cadrului și dimensiunile elementelor sale depind într-o anumită măsură de parametrii sarcinii de proiectare, a cărui parte principală cade pe căpriori. Este recomandabil să alegeți dimensiunile unui căprior din lemn, cum ar fi secțiunea transversală, cu o anumită marjă de siguranță.

Cum se determină lungimea căpriorii? Pentru calcule, trebuie să aplicați teorema lui Pitagora (dacă se cunosc lungimea peretelui de capăt și înălțimea crestei) sau teorema sinusurilor (dacă, pe lângă lungimea peretelui de capăt, unghiul de înclinare a pantei acoperișului este cunoscută).

Pentru a face căpriori, puteți folosi scânduri sau cherestea. Elementele suplimentare care conferă rigiditate structurii vor ajuta la construirea unui cadru de acoperiș proiectat pentru sarcini mari.

Determinarea pasului capriorilor

Pentru a calcula pasul căpriorilor, este necesar să se țină cont de greutatea acoperișului, unghiul de înclinare a pantelor, încărcăturile vântului și zăpezii. În medie, pasul (distanța dintre picioarele adiacente care formează panta acoperișului) variază de la 70 la 120 cm.

Pentru a elimina riscul de deformare a picioarelor de căpriori la sarcini mari, se recomandă utilizarea cheresteaua uscată la instalarea sistemului de căpriori. De obicei, aceasta este o grindă sau o placă cu o grosime de cel puțin 50 mm. Dimensiunile exacte ale căpriorilor din lemn și ale altor elemente sunt determinate pe baza cerințelor de rezistență structurală.

Pasul căpriorii depinde de gradul de înclinare a acoperișului și de lungimea picioarelor de căpriori. Pentru a construi un acoperiș puternic prin acoperirea deschiderii mari dintre coamă și vârful peretelui, înclinarea căpriorilor ar trebui redusă. De exemplu, pentru un acoperiș cu o pantă de 45°, înclinația maximă nu trebuie să depășească 80 cm. Înclinarea căpriorilor ar trebui, de asemenea, redusă atunci când se folosesc materiale grele pentru acoperiș, care includ plăci ceramice, țigle de ciment și nisip. ardezie de azbest-ciment.

Calculul secțiunii transversale a elementelor sistemului de căpriori

Dacă trebuie să construiți un acoperiș cu propriile mâini, trebuie să faceți acest lucru. De asemenea, ar trebui să acordați atenție caracteristicilor materialului din care sunt realizate picioarele căpriorii.

Documentele de reglementare reglementează capacitatea portantă a lemnului de diferite specii. Dacă se ia în considerare secțiunea transversală a căpriorilor din cherestea sau scânduri slăbite de tăieturi și/sau găuri pentru îmbinări cu șuruburi, capacitatea portantă a lemnului se calculează cu un coeficient de 0,8 din valoarea standard. De asemenea, este necesar să se acorde atenție tipului de lemn folosit pentru fabricație - defectele îi reduc rezistența la stres. Secțiunea transversală a căpriorilor este selectată ținând cont de dimensiunile standard ale cherestelei. O structură de susținere continuă trebuie să fie realizată din cherestea sau scânduri de cel mult 6,5 m lungime.

După ce ați calculat sistemul și a determinat dimensiunile picioarelor și barelor transversale, trebuie să calculați greutatea totală a acestor elemente și să adăugați valoarea rezultată la sarcinile de proiectare:

• volumul total de cherestea necesar pentru tocul acoperișului se înmulțește cu greutatea volumetrică a lemnului;
• la sarcina calculată se adaugă valoarea rezultată (greutatea proprie a căpriorii, kg/m2);
• schema de proiectare este recalculată folosind rezultatul obținut mai sus.

Tratarea elementelor de căpriori cu un antiseptic

În construcțiile private, construcția unui sistem de căpriori se realizează cel mai adesea din cherestea, deoarece lemnul este accesibil și vă permite să faceți structuri cu propriile mâini fără a utiliza instrumente complexe. Materialul lemnos pregătit pentru instalare (cum ar fi cheresteaua, buștenii rotunjiți) ajunge adesea la șantier deja tratat cu agenți de protecție în condițiile de producție. Dar producția implică de obicei plăci sau cherestea care nu sunt impregnate cu compuși speciali.

Cum să tratezi căpriorii înainte de a instala cadrul de acoperiș? Tratamentul este necesar pentru a proteja lemnul de putrezire și pentru a preveni pericolele de incendiu. Tratamentul cu un antiseptic și un ignifug poate fi efectuat separat. Folosind un agent complex de bioprotecție împotriva focului, tratamentul va dura jumătate din timp.

Tratamentul cu un antiseptic sau o compoziție combinată trebuie efectuat în doi pași. Este necesar să saturați stratul superior de lemn cu un lichid special, aplicându-l cu o pensulă sau o rolă. După ce primul strat s-a uscat, tratamentul antiseptic se repetă.

Căpriori de acoperiș înclinat

Cum să faci căpriori pentru un acoperiș înclinat? Construcția unui sistem de căpriori pentru un acoperiș cu o singură pantă sau fronton cu propriile mâini necesită o abordare atentă a fabricării picioarelor de căpriori. Dimensiunile sunt calculate în etapa de proiectare a acoperișului. Pentru a realiza corect aceste elemente structurale, este necesar să folosiți cherestea de o secțiune și lungime reglementate de proiect.

Gradul de complexitate al lucrării depinde în mare măsură de ce structură este aleasă pentru instalare. Dacă este necesar să se facă căpriori stratificați din scânduri sau cherestea, fiecare element este ajustat la locul de instalare atunci când îl atașați la grinda de coamă și mauerlat. Este important să monitorizați cu strictețe conformitatea cu geometria întregii structuri.

Este mai convenabil să faceți ferme suspendate folosind un șablon pentru a obține o potrivire exactă a dimensiunilor fiecărei structuri. În acest scop, tăierea în scânduri și asamblarea fermelor se recomandă să se facă pe sol. Apoi este necesar să se verifice orizontalitatea mauerlat-ului sau grinzilor de susținere și dimensiunile geometrice ale casetei de construcție. După eliminarea posibilelor deficiențe, puteți începe să instalați ferme de acoperiș pe casă.

Căpriori diagonale

Amenajarea unui sistem de căpriori pentru acoperiș de șold cu propriile mâini necesită instalarea diferitelor tipuri de căpriori, cum ar fi:

• înclinat (grinzi diagonale formând o pantă triunghiulară);
• șold central;
• lateral;
• scurtat (narozhniki).

Picioarele laterale ale căpriorului sunt realizate din scânduri și instalate în mod similar elementelor unui acoperiș convențional înclinat cu o structură suspendată sau stratificată. Căpriorii centrale ale șoldului sunt elemente stratificate. Pentru a face crengute, se folosesc bare sau scânduri, care sunt atașate de grinzi diagonale și mauerlat.

Cum să faci căpriori pentru un acoperiș cu șold? Pentru a instala corect acest tip de structură de acoperiș, trebuie să calculați cu precizie secțiunea transversală și unghiul de înclinare a grinzilor înclinate. Dimensiunile elementelor depind de lungimea travei acoperite. Este important să se mențină simetria atunci când se instalează grinzi diagonale de căpriori, altfel acoperișul se poate deforma sub sarcină.

Fabricarea de căpriori la o dimensiune dată

Utilizarea lemnului standardizat pentru fabricarea diferitelor elemente ale sistemului de căpriori face posibilă optimizarea costurilor de construcție și simplificarea calculului și instalării componentelor acoperișului. În special, dacă este necesar să se facă picioare de căpriori de o anumită secțiune și lungime, se poate folosi o grindă solidă, secțiunile sau plăcile sale.

Pentru a face o grindă rigidă cu propriile mâini, se folosește metoda de îmbinare a plăcilor - acestea sunt conectate cu laturi largi și perforate într-un model de șah cu cuie. O grindă lungă dintr-o secțiune dată poate fi făcută din patru sau mai multe plăci îmbinate corect - interconectate cu o deplasare de jumătate din lungimea plăcii. Această grindă este foarte durabilă și poate fi folosită ca un căprior diagonal.

Când decideți cum să prelungiți căpriorii, puteți utiliza metoda căptușelii. În acest caz, un al treilea este așezat între două plăci, care iese la o anumită lungime. Pentru conectarea plăcilor, se folosesc cuie bătute într-un model de șah. Este important nu numai să aliniați cu atenție plăcile, ci și să introduceți fragmente de placă (inserții) corespunzătoare ca grosime plăcii centrale în spațiul gol dintre elementele exterioare. Această metodă vă permite să extindeți lungimea picioarelor standard de căpriori (nu a celor de șold).

Principii de fixare a căpriorii

Pentru a asigura fiabilitatea unui sistem de căpriori pe care îl construiți singur, trebuie să decideți în prealabil cum să atașați căpriorii pe coamă și pe suportul acoperișului. Dacă intenționați să faceți o fixare care va preveni deformarea acoperișului în timpul contracției clădirii, este necesar să fixați capriorii împreună în partea de sus cu un șurub cu o piuliță sau o placă de balamale, iar în partea de jos să instalați un dispozitiv special. element de fixare - un suport de alunecare.

Proiectarea și calculele competente ale elementelor structurii fermelor sunt cheia succesului în construcția și exploatarea ulterioară a acoperișului. Trebuie să reziste ferm la o combinație de sarcini temporare și permanente, adăugând în același timp greutate minimă clădirii.

Pentru a efectua calcule, puteți utiliza unul dintre numeroasele programe disponibile pe Internet sau puteți face totul manual. Cu toate acestea, în ambele cazuri, trebuie să știți clar cum să calculați căpriorii pentru acoperiș pentru a vă pregăti temeinic pentru construcție.

Sistemul de căpriori determină configurația și caracteristicile de rezistență ale unui acoperiș înclinat, care îndeplinește o serie de funcții semnificative. Aceasta este o structură de închidere responsabilă și o componentă importantă a ansamblului arhitectural. Prin urmare, în proiectarea și calculele picioarelor de căpriori, ar trebui să evitați defectele și să încercați să eliminați deficiențele.

De regulă, în dezvoltările de proiectare sunt luate în considerare mai multe opțiuni, dintre care este selectată soluția optimă. Alegerea celei mai bune opțiuni nu înseamnă că trebuie să creați un anumit număr de proiecte, să efectuați calcule precise pentru fiecare și, în cele din urmă, să alegeți singurul.

Însuși procesul de determinare a lungimii, a pantei de instalare și a secțiunii transversale a căpriorilor constă în selecția scrupuloasă a formei structurii și a dimensiunilor materialului pentru construcția acesteia.

De exemplu, în formula de calcul a capacității portante a unui picior de căpriori, sunt introduși inițial parametrii secțiunii transversale ai celui mai potrivit material. Și dacă rezultatul nu îndeplinește standardele tehnice, atunci creșteți sau micșorați dimensiunea cherestea, până când se obține conformitatea maximă.

Metoda de căutare a unghiului de înclinare

Determinarea unghiului de înclinare a unei structuri înclinate are aspecte arhitecturale și tehnice. Pe lângă configurația proporțională care se potrivește cel mai bine stilului clădirii, o soluție impecabilă ar trebui să țină cont de:

• Indicatori de sarcină de zăpadă.În zonele cu precipitații abundente, se ridică acoperișuri cu o pantă de 45º sau mai mult. Depunerile de zăpadă nu persistă pe pante cu o astfel de abruptă, datorită cărora sarcina totală pe acoperiș, baze și clădire în ansamblu este redusă semnificativ.
• Caracteristicile încărcăturii vântului.În zonele cu rafale de vânt puternic, zonele de coastă, de stepă și de munte, se construiesc structuri raționalizate, cu panta mică. Abruptul versanților de acolo nu depășește de obicei 30º. În plus, vânturile împiedică formarea depunerilor de zăpadă pe acoperișuri.
• Greutatea și tipul de acoperiș. Cu cât greutatea este mai mare și cu cât elementele de acoperiș sunt mai mici, cu atât cadrul de căpriori trebuie construit mai abrupt. Acest lucru este necesar pentru a reduce probabilitatea de scurgeri prin conexiuni și pentru a reduce greutatea specifică a acoperirii pe unitatea de proiecție orizontală a acoperișului.

Pentru a alege unghiul optim de înclinare a căpriorilor, proiectul trebuie să țină cont de toate cerințele enumerate. Abruptul viitorului acoperiș trebuie să corespundă condițiilor climatice ale zonei alese pentru construcție și datelor tehnice ale învelișului de acoperiș.

Adevărat, proprietarii de proprietăți din zonele nordice fără vânt ar trebui să-și amintească că, pe măsură ce unghiul de înclinare al picioarelor căpriorului crește, consumul de materiale crește. Construcția și amenajarea unui acoperiș cu o pantă de 60 - 65º va costa aproximativ de o ori și jumătate mai mult decât construcția unei structuri cu un unghi de 45º.

În zonele cu vânturi frecvente și puternice, nu trebuie să reduceți prea mult panta pentru a economisi bani. Acoperișurile în pantă excesivă sunt dezavantajoase din punct de vedere arhitectural și nu ajută întotdeauna la reducerea costurilor. În astfel de cazuri, cel mai adesea este necesară întărirea straturilor izolatoare, ceea ce, contrar așteptărilor economistului, duce la costuri de construcție mai mari.

Panta căpriorii este exprimată în grade, ca procent, sau în format de unități adimensionale care reflectă raportul dintre jumătate din metrul travei și înălțimea de instalare a traseului de creastă. Este clar că unghiul dintre linia tavanului și linia pantei este delimitat în grade. Procentele sunt rar folosite deoarece sunt greu de perceput.

Cea mai comună metodă de indicare a unghiului de înclinare a picioarelor căpriorului, utilizată atât de proiectanții de clădiri mici, cât și de constructori, este unitățile fără dimensiuni. Ele transmit în fracțiuni raportul dintre lungimea travei acoperite și înălțimea acoperișului. La fața locului, cel mai simplu mod este să găsiți centrul viitorului perete de fronton și să instalați o șină verticală în el cu un semn pentru înălțimea crestei, mai degrabă decât să îndepărtați colțurile de marginea pantei.

Calculul lungimii piciorului de căpriori

Lungimea capriorilor este determinată după selectarea unghiului de înclinare a sistemului. Ambele aceste valori nu pot fi considerate valori exacte, deoarece în procesul de calcul al sarcinii, atât abruptul, cât și lungimea ulterioară a piciorului de căpriori se pot modifica ușor.

Principalii parametri care influențează calculul lungimii căpriorilor includ tipul de streașină a acoperișului, conform căruia:

1. Marginea exterioară a picioarelor căpriorului este tăiată la același nivel cu suprafața exterioară a peretelui. În această situație, căpriorii nu formează o cornișă care să protejeze structura de precipitații. Pentru a proteja pereții, se instalează o scurgere, fixată pe o placă de cornișă bătută în cuie la marginea de capăt a căpriorii.
2. Căpriorii, tăiați la nivelul peretelui, sunt prelungiți cu file pentru a forma o cornișă. Puietele sunt atașate de căpriori cu cuie după construcția cadrului de căpriori.
3. Căpriorii sunt tăiați inițial ținând cont de lungimea streașinii. În segmentul inferior al picioarelor căpriorului, sunt selectate crestături sub formă de unghi. Pentru a forma crestături, faceți un pas înapoi de la marginea inferioară a căpriorii până la lățimea prelungirii streașinii. Sunt necesare crestături pentru a mări suprafața de susținere a picioarelor căpriorului și pentru a instala unități de sprijin.

În etapa de calcul a lungimii picioarelor căpriorului, este necesar să se ia în considerare opțiunile de atașare a cadrului de acoperiș la mauerlat, la ocoliri sau la coroana superioară a casei din busteni. Dacă se plănuiește instalarea căpriorii la același nivel cu conturul exterior al casei, atunci calculul se efectuează de-a lungul lungimii marginii superioare a căpriorii, ținând cont de dimensiunea dintelui dacă este folosit pentru a forma partea inferioară. nod de conectare.

Dacă picioarele căpriorii sunt tăiate ținând cont de extensia streașinii, atunci lungimea este calculată de-a lungul marginii superioare a căpriorii împreună cu surplombarea. Rețineți că utilizarea crestăturilor triunghiulare accelerează semnificativ ritmul de construcție a cadrului de căpriori, dar slăbește elementele sistemului. Prin urmare, atunci când se calculează capacitatea portantă a căpriorilor cu unghiuri de tăiere selectate, se utilizează un coeficient de 0,8.

Lățimea medie a prelungirii cornișei este considerată a fi tradițională de 55 cm. Cu toate acestea, răspândirea poate fi de la 10 la 70 sau mai mult. Calculele folosesc proiecția prelungirii cornișei pe plan orizontal.

Există o dependență de caracteristicile de rezistență ale materialului, pe baza cărora producătorul recomandă valori limită. De exemplu, producătorii de ardezie nu recomandă extinderea acoperișului dincolo de conturul pereților la o distanță mai mare de 10 cm, astfel încât masa de zăpadă acumulată de-a lungul streașinii acoperișului să nu poată deteriora marginea cornișei.

Nu se obișnuiește să se echipeze acoperișurile abrupte cu surplonțe largi, indiferent de material, streașinele nu sunt mai late de 35 - 45 cm, dar structurile cu o pantă de până la 30 de grade pot fi completate perfect cu o streașină largă; ca un fel de baldachin în zonele cu exces de lumină solară. În cazul proiectării acoperișurilor cu extensii de streașină de 70 cm sau mai mult, acestea sunt întărite cu stâlpi de sprijin suplimentari.

Cum se calculează capacitatea portantă

La construcția cadrelor de căpriori se folosește cheresteaua din lemn de esență moale. Cherestea sau scândură pregătită trebuie să fie de cel puțin clasa a doua.

Picioarele de căpriori ale acoperișurilor înclinate funcționează pe principiul elementelor comprimate, curbate și comprimate-curbate. Lemnul de clasa a doua face față excelent sarcinilor de rezistență la compresiune și îndoire. Numai în cazul în care elementul structural va funcționa în tensiune este necesară clasa întâi.

Sistemele de căpriori sunt realizate din scânduri sau cherestea, ele sunt selectate cu o marjă de siguranță, concentrându-se pe dimensiunile standard ale cherestelei produse în linie.

Calculele capacității portante ale picioarelor de căpriori sunt efectuate în două stări, acestea sunt:

• Estimată. O condiție în care o structură se prăbușește ca urmare a unei sarcini aplicate. Calculele sunt efectuate pentru sarcina totală, care include greutatea plăcintei pentru acoperiș, sarcina vântului ținând cont de numărul de etaje ale clădirii, masa de zăpadă luând în considerare panta acoperișului.
• de reglementare. O stare în care sistemul de căpriori se îndoaie, dar sistemul nu se prăbușește. De obicei, este imposibil să operați un acoperiș în această stare, dar după operațiunile de reparație este destul de potrivit pentru utilizare ulterioară.

Într-o versiune de calcul simplificată, a doua stare este de 70% din prima valoare. Aceste. Pentru a obține indicatori standard, valorile calculate trebuie înmulțite cu un factor de 0,7.

Încărcările în funcție de datele climatice ale regiunii de construcție sunt determinate din hărțile anexate la SP 20.13330.2011. Căutarea valorilor standard pe hărți este extrem de simplă - trebuie să găsiți locul în care se află orașul, comunitatea de cabane sau altă așezare din apropiere și să luați citiri despre valorile calculate și standard de pe hartă.

Informațiile medii despre încărcăturile de zăpadă și vânt trebuie ajustate în funcție de specificul arhitectural al casei. De exemplu, valoarea luată de pe hartă trebuie distribuită între versanți în conformitate cu roza vânturilor compilată pentru zonă. Puteți obține o imprimare a acestuia de la serviciul local de vreme.

Pe partea de vânt a clădirii, masa de zăpadă va fi mult mai mică, astfel încât cifra calculată este înmulțită cu 0,75. Pe partea sub vânt se vor acumula depozite de zăpadă, așa că se înmulțesc aici cu 1,25. Cel mai adesea, pentru a unifica materialul pentru construcția acoperișului, partea sub vânt a structurii este construită dintr-o placă pereche, iar partea spre vânt este construită cu căpriori dintr-o singură placă.

Dacă nu este clar care dintre pante va fi pe partea sub vânt și care, dimpotrivă, atunci este mai bine să le înmulțiți pe ambele cu 1,25. Marja de siguranță nu va strica deloc, dacă nu crește prea mult costul cherestea.

Greutatea estimată a zăpezii indicată de hartă este, de asemenea, ajustată în funcție de abruptul acoperișului. De pe pârtii, instalate la un unghi de 60º, zăpada va aluneca imediat, fără cea mai mică întârziere. În calculele pentru astfel de acoperișuri abrupte, nu este utilizat un factor de corecție. Cu toate acestea, la o pantă mai mică, zăpada poate fi deja reținută, așa că pentru pante de 50º se folosește un aditiv sub forma unui coeficient de 0,33, iar pentru 40º este același, dar deja 0,66.

Sarcina vântului este determinată într-un mod similar utilizând harta corespunzătoare. Valoarea se regleaza in functie de specificul climatic al zonei si de inaltimea casei.

Pentru a calcula capacitatea portantă a elementelor principale ale sistemului de căpriori proiectat, este necesar să se găsească sarcina maximă asupra acestora, însumând valorile temporare și permanente. Nimeni nu va întări acoperișurile înainte de o iarnă cu zăpadă, deși la dacha ar fi mai bine să instalați bare de siguranță verticale în pod.

Pe lângă masa de zăpadă și forța de apăsare a vântului, calculele trebuie să țină cont de greutatea tuturor elementelor plăcintei pentru acoperiș: învelișul instalat deasupra căpriorii, acoperișul în sine, izolația și învelișul interior, dacă folosit. Greutatea peliculelor de vapori și impermeabilizare cu membrane este de obicei neglijată.

Informațiile despre greutatea materialelor sunt indicate de producător în fișele tehnice. Datele despre masa blocului și plăcii sunt luate ca o aproximare. Deși se poate calcula masa învelișului pe metru de proiecție, luând ca bază faptul că un metru cub de cherestea cântărește în medie 500 - 550 kg/m3, iar un volum similar de OSB sau placaj de la 600 la 650 kg/ m3.

Valorile de sarcină date în SNiP-uri sunt indicate în kg/m2. Cu toate acestea, capriorul percepe și reține doar sarcina care apasă direct pe acest element liniar. Pentru a calcula sarcina în mod specific pe căpriori, totalitatea valorilor naturale tabulare ale încărcăturilor și masa plăcintei de acoperiș sunt înmulțite cu etapa de instalare a picioarelor de căpriori.

Valoarea sarcinii redusă la parametri liniari poate fi redusă sau mărită prin modificarea pasului - distanța dintre căpriori. Prin ajustarea zonei de colectare a sarcinii, valorile sale optime sunt atinse de dragul duratei de viață lungi a cadrului acoperișului înclinat.

Determinarea secțiunii transversale a căpriorilor

Căpriorii acoperișurilor de diferite abrupte efectuează lucrări ambigue. Căpriorii structurilor plate sunt afectate în principal de un moment de încovoiere pe analogii sistemelor abrupte, i se adaugă o forță de compresiune. Prin urmare, atunci când se calculează secțiunea transversală a căpriorilor, trebuie luată în considerare panta pantelor.

Calcule pentru structuri cu o pantă de până la 30º

Numai stresul de încovoiere acționează asupra căpriorii acoperișurilor cu abruptul specificat. Ele sunt calculate pentru momentul încovoietor maxim cu aplicarea tuturor tipurilor de sarcină. Mai mult decât atât, temporar, adică sarcinile climatice sunt utilizate în calcule bazate pe valori maxime.

Pentru căpriori care au doar suporturi sub ambele margini proprii, punctul de îndoire maximă va fi chiar în centrul piciorului căpriorii. Dacă căprioria este așezată pe trei suporturi și este alcătuită din două grinzi simple, atunci momentele de încovoiere maximă vor avea loc la mijlocul ambelor trave.

Pentru un căprior solid pe trei suporturi, îndoirea maximă va fi în zona suportului central, dar deoarece... există un suport sub secțiunea de îndoire, atunci acesta va fi îndreptat în sus și nu în jos ca în cazurile anterioare.

Pentru funcționarea normală a picioarelor de căpriori în sistem, trebuie respectate două reguli:

• Tensiunea internă formată în căpriori în timpul îndoirii ca urmare a încărcăturii aplicate acestuia trebuie să fie mai mică decât valoarea calculată a rezistenței la încovoiere a lemnului.
• Deformarea piciorului de căpriori trebuie să fie mai mică decât valoarea normalizată a deformarii, care este determinată de raportul L/200, i.e. elementului i se permite să se îndoaie doar o două sutime din lungimea sa reală.

Calculele ulterioare constau în selectarea secvențială a dimensiunilor piciorului de căpriori, care în cele din urmă vor îndeplini condițiile specificate. Există două formule pentru calcularea secțiunii transversale. Unul dintre ele este folosit pentru a determina înălțimea unei plăci sau a unei grinzi pe baza unei grosimi specificate în mod arbitrar. A doua formulă este utilizată pentru a calcula grosimea la o înălțime specificată în mod arbitrar.

Nu este necesar să folosiți ambele formule în calcule, este suficient să folosiți una singură. Rezultatul obținut în urma calculelor este verificat față de prima și a doua stare limită. Dacă valoarea calculată este obținută cu o marjă de siguranță impresionantă, indicatorul arbitrar introdus în formulă poate fi redus pentru a nu plăti în exces pentru material.

Dacă valoarea calculată a momentului încovoietor se dovedește a fi mai mare decât L/200, atunci valoarea arbitrară crește. Selecția se efectuează în conformitate cu dimensiunile standard ale cherestelei disponibile în comerț. Așa se selectează secțiunea transversală până când se calculează și se obține opțiunea optimă.

Să luăm în considerare un exemplu simplu de calcule folosind formula b = 6Wh². Să presupunem că h = 15 cm și W este raportul M/R îndoit. Calculăm valoarea lui M folosind formula g×L 2 /8, unde g este sarcina totală direcționată vertical pe piciorul căpriorului, iar L este lungimea deschiderii egală cu 4 m.

Curba R pentru cheresteaua de rasinoase este acceptata in conformitate cu standardele tehnice de 130 kg/cm2. Să presupunem că am calculat încărcătura totală în avans și s-a dovedit a fi egală cu 345 kg/m. Apoi:

M = 345 kg/m × 16m 2 /8 = 690 kg/m

Pentru a converti în kg/cm, împărțim rezultatul la 100, obținem 0,690 kg/cm.

L = 0,690 kg/cm/130 kg/cm 2 = 0,00531 cm

B = 6 × 0,00531 cm × 15 2 cm = 7,16 cm

Rotunjim rezultatul conform așteptărilor și constatăm că pentru a instala căpriorii, ținând cont de sarcina dată în exemplu, veți avea nevoie de o grindă de 150x75 mm.

Verificăm rezultatul pentru ambele condiții și ne asigurăm că materialul cu secțiunea transversală calculată în prezent este potrivit pentru noi. σ = 0,0036; f = 1,39

Pentru sisteme de căpriori cu o pantă de peste 30º

Căpriorii de acoperiș cu o pantă mai mare de 30º sunt forțați să reziste nu numai la îndoire, ci și forței care le comprimă de-a lungul propriei axe. În acest caz, pe lângă verificarea rezistenței la încovoiere descrisă mai sus și a valorii de încovoiere, este necesar să se calculeze căpriorii pe baza tensiunii interne.

Aceste. acțiunile sunt efectuate într-o ordine similară, dar există puțin mai multe calcule de verificare. În același mod, se stabilește o înălțime sau o grosime arbitrară a cherestea, cu ajutorul acestuia se calculează parametrul al doilea de secțiune, apoi se efectuează o verificare a respectării celor trei condiții tehnice de mai sus, inclusiv rezistența la compresiune.

Dacă este necesară creșterea capacității portante a căpriorilor, valorile arbitrare introduse în formule sunt mărite. Dacă factorul de siguranță este suficient de mare și deformarea standard depășește semnificativ valoarea calculată, atunci este logic să efectuați din nou calculele, reducând înălțimea sau grosimea materialului.

Un tabel care rezumă dimensiunile general acceptate de cheresteaua produsă de noi vă va ajuta să selectați datele inițiale pentru efectuarea calculelor. Vă va ajuta să selectați secțiunea transversală și lungimea picioarelor căpriorului pentru calculele inițiale.

Video despre calculele capriorilor

Videoclipul demonstrează clar principiul efectuării calculelor pentru elementele sistemului de căpriori:

Efectuarea calculelor privind capacitatea portantă și unghiul căpriorii este o parte importantă a designului cadrului acoperișului. Procesul nu este ușor, dar este necesar să-l înțelegi atât pentru cei care fac calcule manual, cât și pentru cei care folosesc un program de calcul. Trebuie să știți de unde să obțineți valori tabelare și ce dau valorile calculate.

Pentru a întocmi un proiect tehnic pentru o casă, este necesar să se calculeze căpriorii. Există mai multe opțiuni pentru structurile de căpriori.

Picioarele de căpriori care se sprijină pe două suporturi, dar nu au niciun suport suplimentar, se numesc căpriori fără lupte. Ele sunt folosite pentru acoperișuri cu o singură pantă, a căror deschidere este de aproximativ 4,5 metri, sau pentru acoperișuri cu două versanți, a căror deschidere este de aproximativ 9 metri. Sistemul de căpriori este utilizat fie cu transmiterea sarcinii de tracțiune către Mauerlat, fie fără transmisie.

Căpriori stratificați fără distanțiere

Un căprior care se îndoaie și nu transferă sarcina pe pereți are un suport care este ferm fixat și se rotește liber. Celălalt suport este mobil și se rotește liber. Aceste condiții pot fi îndeplinite prin trei opțiuni de fixare a căpriorii. Să ne uităm la fiecare în detaliu.

Tivul de sus a piciorului de căpriori sau crestătura de susținere superioară este instalată în poziție orizontală. Este suficient doar să schimbați metoda de susținere a panei, iar piciorul căpriorii va arăta imediat o răspândire. Acest calcul al piciorului de căpriori, din cauza rigidității condițiilor pentru crearea unității superioare, nu este de obicei utilizat pentru opțiunile de acoperiș cu fronton. Cel mai adesea este utilizat în construcția acoperișurilor înclinate, deoarece cea mai mică inexactitate în fabricarea unității va transforma o schemă fără împingere într-una cu distanțiere. În plus, la tipurile de acoperiș cu fronton, dacă nu există distanțiere pe Mauerlat, din cauza deformarii căpriorilor sub influența sarcinii, poate apărea distrugerea ansamblului coamei acoperișului.

La prima vedere, acest sistem poate părea nerealist de implementat. Deoarece un suport este creat pe partea inferioară a căpriorii în Mauerlat, de fapt, sistemul trebuie să exercite presiune asupra acestuia, adică o forță orizontală. Cu toate acestea, nu arată sarcina de tracțiune.

Astfel, în toate cele trei opțiuni, se respectă următoarea regulă: o margine a căpriorii este instalată pe un suport de alunecare, care permite rotirea. Celălalt este pe o balama care permite doar rotirea. Fixarea picioarelor de căpriori pe glisoare este instalată folosind o varietate de modele. Cel mai adesea acestea sunt efectuate folosind plăci de fixare. De asemenea, este posibilă fixarea cu cuie, șuruburi autofiletante sau folosind bare și plăci deasupra capului. Trebuie doar să alegeți tipul potrivit de dispozitiv de fixare care va împiedica alunecarea piciorului de căpriori în suport.

Cum se calculează căpriorii

În procesul de calcul al unei structuri de ferme, de regulă, se adoptă o schemă de calcul „idealizată”. Pe baza faptului că o anumită sarcină uniformă va apăsa pe acoperiș, adică o forță egală și identică care acționează uniform de-a lungul planurilor pantelor. În realitate, nu există nicio sarcină uniformă pe toate pantele acoperișului. Așadar, vântul mătură zăpada pe unii versanți și o suflă de pe alții, soarele se topește de pe unii versanți și nu ajunge în rest, aceeași situație cu alunecările de teren. Toate acestea fac ca sarcina de pe pante să fie complet neuniformă, deși în exterior acest lucru poate să nu fie vizibil. Cu toate acestea, chiar și cu o sarcină distribuită neuniform, toate cele trei opțiuni de mai sus pentru fixarea căpriorului vor rămâne stabile static, dar numai sub o singură condiție - o conexiune rigidă a grinzii de coamă. În acest caz, pana este fie susținută de picioare de căpriori înclinate, fie introdus în frontoanele panourilor de perete ale acoperișurilor de șold. Adică, structura căpriorului va rămâne stabilă numai dacă porțiunea creastă este bine fixată împotriva unei posibile deplasări orizontale.

În cazul realizării unui acoperiș în fronton și susținerii panei doar pe rafturi, fără sprijin pe pereții frontali, situația se înrăutățește. În opțiunile numărul 2 și 3, când sarcina pe orice pantă scade, opus calculului pe panta opusă, acoperișul se poate deplasa în direcția în care sarcina este mai mare. Prima opțiune, atunci când partea inferioară a piciorului de căpriori este făcută cu o crestătură cu dinți sau cu o tivită a barei de sprijin, în timp ce partea superioară este așezată cu o crestătură orizontală pe grinda, va susține bine o sarcină neuniformă, dar numai dacă stâlpii care țin grinda de coamă sunt perfect verticali.

Pentru a oferi stabilitate căpriorii, în sistem este inclusă o bretele orizontală. Este minor, dar crește totuși stabilitatea. De aceea, în acele locuri în care scrumul se intersectează cu rafturile, acesta este asigurat cu cuie. Afirmația că o contracție funcționează întotdeauna doar pentru a întinde este fundamental greșită. Scrum este un element multifuncțional. Astfel, într-o structură de ferme fără împingere, nu funcționează în absența zăpezii pe acoperiș, sau funcționează doar în compresie atunci când pe versanți apare o sarcină uniformă nesemnificativă. Structura funcționează în tensiune numai în timpul tasării sau când grinda de coamă se îndoaie sub influența sarcinii maxime. Astfel, scrumul este un element de urgență al structurii ferme, care intră în funcțiune atunci când acoperișul este umplut cu o cantitate mare de zăpadă, curgerea creastă este îndoită cu cantitatea maximă calculată sau are loc o tasare neuniformă neașteptată a fundației. Consecința poate fi așezarea neuniformă a grinzii de creastă și a pereților. Astfel, cu cât contracțiile sunt setate mai jos, cu atât mai bine. De regulă, acestea sunt instalate la o astfel de înălțime încât să nu creeze obstacole atunci când mergi în pod, adică la o înălțime de aproximativ 2 metri.

Dacă în opțiunile 2 și 3 unitatea de susținere a căpriorii inferioare este înlocuită cu un glisor cu marginea piciorului de căpriori care se deplasează dincolo de perete, aceasta va întări structura și o va face stabilă static cu combinații complet diferite ale structurii.

De asemenea, o modalitate bună de a crește stabilitatea structurii este să securizeze suficient de rigid partea inferioară a rafturilor care va susține alergarea. Ele sunt instalate folosind metoda de tăiere și fixate pe tavan prin orice mijloace disponibile. Astfel, ansamblul suport al rackului inferior se transformă dintr-un ansamblu cu balamale într-un ansamblu prins rigid.

Cum se calculează lungimea căpriorii nu depinde de metoda de atașare a picioarelor căpriorii.

Secțiunea transversală a contracțiilor, datorită dezvoltării unor tensiuni destul de mici în ele, nu este luată în considerare în căpriori, ci este luată destul de constructiv. Pentru a reduce dimensiunea elementelor care sunt utilizate în procesul de construcție a structurii ferme, secțiunea scrumului este de aceeași dimensiune cu piciorul de căpriori și pot fi folosite discuri mai subțiri. Contracțiile sunt instalate fie pe una, fie pe ambele părți ale căpriorii și se asigură cu șuruburi sau cuie. La calcularea secțiunii transversale a unei structuri de căpriori, contracțiile nu sunt deloc luate în considerare, ca și cum nu ar exista deloc. Singura excepție este înșurubarea contracțiilor la picioarele căpriorii cu șuruburi. În acest caz, capacitatea portantă a lemnului, din cauza slăbirii găurilor pentru șuruburi, este redusă prin utilizarea unui coeficient de 0,8. Pur și simplu, dacă sunt găurite în picioarele căpriorii pentru a instala îmbinările cu șuruburi, atunci rezistența calculată trebuie luată în valoare de 0,8. La fixarea contracțiilor de căpriori numai cu cuie, rezistența lemnului de căpriori nu slăbește.

Dar este necesar să se calculeze numărul de unghii. Calculul se face pentru forfecare, adică îndoirea cuielor. Forța de proiectare este considerată ca fiind forța care are loc în poziția de urgență a structurii fermei. Mai simplu spus, la calcularea conexiunii dintre mâșa și piciorul de căpriori cu cuie, este introdus un distanțier, care este absent în funcționarea standard a sistemului de căpriori.

Instabilitatea statică a unui sistem de căpriori fără împingere apare numai pe acele acoperișuri în care nu este posibilă instalarea unui pane de coamă care să protejeze împotriva deplasării orizontale.

În clădirile cu acoperișuri în șold și frontoane din piatră sau cărămidă, sistemele de căpriori fără împingere sunt destul de stabile și nu este nevoie să se ia măsuri pentru a asigura o mai mare stabilitate. Cu toate acestea, pentru a preveni defectarea structurilor, contracțiile ar trebui în continuare instalate. Când instalați șuruburi sau știfturi ca elemente de fixare, ar trebui să acordați atenție diametrului găurilor pentru acestea. Ar trebui să fie același cu diametrul șuruburilor sau puțin mai mic. În caz de urgență, mânerul nu va funcționa până când nu este selectat spațiul dintre peretele găurii și știftul.

Vă rugăm să rețineți că, în acest proces, partea inferioară a picioarelor căpriorii se va depărta cu o distanță de la câțiva milimetri până la câțiva centimetri. Acest lucru poate duce la deplasarea și derularea Mauerlat-ului și la distrugerea cornișei peretelui. În cazul sistemelor de căpriori distanțiere, când Mauerlat este fixat ferm, acest proces poate determina depărtarea pereților.

Căpriori stratificați cu distanțiere

Căprioria, care efectuează lucrări de îndoire și transferă sarcina de forță către panourile de perete, trebuie să aibă cel puțin două suporturi fixe.

Pentru a calcula acest tip de sisteme de căpriori, în diagramele anterioare înlocuim suporturile inferioare cu diferite grade de libertate cu suporturi cu un singur grad de libertate - articulate. Pentru a face acest lucru, acolo unde nu există, barele de sprijin sunt bătute în cuie pe marginile picioarelor căpriorii. De regulă, se folosește un bloc, a cărui lungime este de cel puțin un metru, iar secțiunea transversală este de aproximativ 5 pe 5 cm, ținând cont de conexiunea cuielor. Într-un alt exemplu de realizare, puteți aranja un suport sub formă de dinte. În prima versiune a schemei de calcul, atunci când căpriorii se sprijină orizontal pe pane, capetele superioare ale căpriorii sunt cusute împreună fie cu cuie, fie cu un șurub. Astfel, se obține un suport articulat.

Ca urmare, schemele de calcul rămân practic neschimbate. Tensiunile interne de încovoiere și compresie rămân neschimbate. Totuși, în vechile suporturi apare o forță de împingere. La nodurile superioare ale fiecărui picior de căpriori, împingerea direcționată opus, care provine de la capătul celuilalt picior de căpriori, dispare. Astfel, nu cauzează prea multe probleme.

Marginile căpriorilor care se întâlnesc unul cu celălalt sau de-a lungul panei ar putea trebui verificate pentru prăbușirea materialului.

În sistemele de distanțiere de căpriori, scopul contracției este diferit - în situații de urgență funcționează pentru compresie. În timpul funcționării, reduce împingerea pe pereții marginilor căpriorilor, dar nu o elimină complet. Îl poate îndepărta complet dacă îl fixează chiar în partea de jos, între marginile picioarelor căpriorii.

Vă rugăm să rețineți că utilizarea structurilor de căpriori stratificate cu distanțiere necesită o considerare atentă a impactului forței de împingere asupra pereților. Această expansiune poate fi redusă prin instalarea unor grinzi de coamă rigide și durabile. Este necesar să încercați să creșteți rigiditatea grinzii prin instalarea de rafturi, grinzi în consolă sau lupte sau prin ridicarea unui lift de construcție. Acest lucru este valabil mai ales pentru casele din cherestea, buștenii tăiați și betonul ușor. Casele din beton, cărămidă și panouri rezistă mult mai ușor forței de împingere asupra pereților.

Astfel, structura fermei, ridicată folosind opțiunea de distanță, este stabilă static sub diferite combinații de sarcini, nu necesită fixarea rigidă a mauerlat-ului pe perete; Pentru a menține forța, pereții clădirii trebuie să fie masivi, echipați cu o centură de beton armat monolit în jurul perimetrului casei. În caz de urgență, în interiorul unui sistem distanțier care funcționează în compresie, o contracție nu va salva situația, ci va reduce doar parțial forța care se transmite către pereți. Tocmai pentru a evita o situație de urgență este necesar să se țină cont de toate sarcinile care pot acționa asupra acoperișului.

Astfel, indiferent de forma aleasă a acoperișului casei, întregul sistem de căpriori trebuie proiectat astfel încât să satisfacă cerințele de fiabilitate și rezistență. Efectuarea unei analize complete a structurii fermei nu este o sarcină ușoară. Când se calculează căpriorii din lemn, este necesar să se includă un număr mare de parametri diferiți, inclusiv expansiunea, îndoirea și posibilele sarcini de greutate. Pentru o aranjare mai fiabilă a sistemului de căpriori, este posibil să se instaleze metode de fixare mai potrivite. În același timp, nu trebuie să acceptați dimensiunile căpriorilor fără a face o analiză completă a capacităților tehnice și funcționale ale acestora.

Calculul secțiunii transversale a căpriorului

Secțiunea transversală a grinzilor de căpriori este selectată ținând cont de lungimile acestora și de sarcina pe care o acceptă.

Astfel, cheresteaua de până la 3 metri lungime este selectată cu un diametru în secțiune transversală de 10 cm.

Grinda, de până la 5 metri lungime, cu un diametru în secțiune transversală de 20 cm.

Grinzi de până la 7 metri lungime – cu un diametru în secțiune transversală de până la 24 cm.

Cum se calculează căpriori - exemplu

Având în vedere o casă cu două etaje care măsoară 8 pe 10 metri, înălțimea fiecărui etaj este de 3 metri. Pentru acoperiș au fost alese foi ondulate de azbociment. Acoperișul este în fronton, ai cărui stâlpi de sprijin sunt amplasați de-a lungul peretelui portant central. Pasul căpriorii este de 100 cm. Trebuie să selectați lungimea căpriorii.

Cum se calculează lungimea căpriorii? După cum urmează: lungimea picioarelor căpriorului poate fi selectată astfel încât să fie așezate trei rânduri de foi de ardezie pe ele. Atunci lungimea necesară este: 1,65 x3 = 4,95 m Panta acoperișului în acest caz va fi egală cu 27,3°, înălțimea triunghiului format, adică spațiul mansardei, este de 2,26 metri.

1. Calculul elementelor portante ale acoperirii

Picioarele de căpriori sunt calculate ca grinzi libere pe două suporturi cu o axă înclinată. Sarcina de pe piciorul căpriorii este colectată din zona de încărcare, a cărei lățime este egală cu distanța dintre picioarele căpriorii. Sarcina sub tensiune calculată q trebuie să fie situată în două componente: normală pe axa piciorului de căpriori și paralelă cu această axă.

2.1.1. Calcul de strunjire

Acceptăm învelișuri din plăci cu o secțiune transversală de 50´50 mm (r = 5,0 kN/m), așezate în trepte de 250 mm. Lemn - pin. Panta capriorilor este de 0,9 m Panta acoperișului este de 35 0.

Calculul învelișului pentru acoperiș se efectuează în funcție de două opțiuni de încărcare:

a) Greutatea proprie a acoperișului și a zăpezii (calcularea rezistenței și a deformarii).

b) Greutatea proprie a acoperișului și sarcina concentrată.

Date inițiale:

1. Acceptam bare de clasa a II-a cu rezistenta calculata Ru=13 MPa si modul elastic E=1´ 10 4 MPa.

2. Condiții de funcționare B2 (în zona normală), mV=1 ; mn=1,2 pentru sarcina de instalare în încovoiere.

3. Factorul de fiabilitate în funcție de scop g n=0,95 .

4. Densitatea lemnului r =500 kg/m 3.

5. Factorul de fiabilitate pentru sarcina din greutatea oțelului galvanizat g f=1,05 ; din greutatea barelor g f=1,1 .

6. Greutatea standard a stratului de zăpadă pe 1 m 2 de proiecție orizontală a suprafeței pământului S 0 =2400 N/m2.

Diagrama de proiectare a strungului

Tabelul 2.1

Colectarea încărcăturii pentru 1 m.p. sipci, kN/m

Unde S 0 - valoarea standard a greutății stratului de zăpadă pe 1 m 2 orizontal

suprafața pământului, luată conform tabelului. 4, pentru IV paradisul zăpezii

ea S 0 = 2,4 kPa;

m- coeficientul de trecere de la greutatea stratului de zăpadă al pământului la

sarcina de zăpadă pe acoperire, luată conform clauzelor 5.3 - 5.6.

Când grinda este încărcată cu o sarcină distribuită uniform din propria greutate și zăpadă, momentul încovoietor maxim este egal cu:

Kn m

La unghiuri de înclinare a acoperișului de a³10°, se ține cont de faptul că greutatea proprie a acoperișului și a mantalei este distribuită uniform pe suprafața (panta) acoperișului, iar zăpada este distribuită pe proiecția sa orizontală:

M x = M cos a = 0,076 cos 29 0 = 0,066 kN´m

M y = M sin a = 0,076 sin 29 0 = 0,036 kN´m

Moment de rezistenta:

cm

cm

Rezistența barelor de înveliș este verificată luând în considerare îndoirea oblică conform formulei:

,

Unde M xŞi M y- componente ale momentului încovoietor calculat față de axele principale X și Y.

Ry=13 MPa

gn=0,95

,

Momentul de inerție al blocului este determinat de formula:

cm 4

cm 4

Deviația într-un plan perpendicular pe panta:

m

Deviație într-un plan paralel cu panta:

m,

Unde E=1010 Pa- modulul de elasticitate al lemnului de-a lungul fibrei.

Deformare completă:

= m

Verificare deformare: ,

unde = este deformarea relativă maximă admisă, determinată conform tabelului. 16.

La încărcarea unei grinzi cu propria greutate și o sarcină concentrată, momentul maxim în deschidere este egal cu:

Verificarea rezistenței secțiunilor normale:

Unde Ry=13 MPa- rezistenta calculata la incovoiere a lemnului.

gn=0,95 - coeficientul de fiabilitate pentru scopul propus.

Sunt îndeplinite condițiile pentru prima și a doua combinație, de aceea acceptăm învelișul cu o secțiune b´h=0.05´0.05 cu pas de 250 mm.

2.1.2. Calculul picioarelor de căpriori

Să calculăm căpriori stratificați din grinzi cu un aranjament pe un singur rând de suporturi intermediare pentru un acoperiș galvanizat. cr. fier. Baza acoperișului este o manta din bare cu o secțiune transversală de 50-50 mm în trepte = 0,25 m. Pas pentru picior de căpriori = 1,0 m. Materialul pentru toate elementele din lemn este pinul de clasa a II-a. Condiții de funcționare – B2.

Zona de constructii - Vologda.

Diagrama de proiectare a piciorului de căpriori

Barele de înveliș sunt plasate de-a lungul picioarelor căpriorii, care sunt mai jos

capetele se sprijină pe mauerlats (100 100), așezate de-a lungul marginii interioare a pereților exteriori. În unitatea de creastă, căpriorii sunt fixați cu două suprapuneri de scânduri. Pentru a compensa expansiunea, picioarele căpriorii sunt strânse cu o bară transversală - două plăci pereche. Unghi de înclinare a acoperișului 29 0 .

Colectăm sarcini pe 1 m2 de suprafață înclinată a stratului de acoperire și introducem datele în Tabelul 2.2.

Tabelul 2.2
Colectarea încărcăturii pentru 1 m.p. picior de căpriori, kN/m

Unde S 0 - valoarea standard a greutății stratului de zăpadă la 1 m 2 de suprafață orizontală a pământului, luată conform tabelului. SNiP 4, pentru regiunea IV de zăpadă S 0 = 2,4 kPa;

m- coeficientul de trecere de la greutatea stratului de zăpadă al solului la sarcina de zăpadă de pe înveliș, acceptat conform clauzelor 5.3 - 5.6.

Efectuăm un calcul static al piciorului de căpriori ca o grindă cu două trave încărcate cu o sarcină distribuită uniform. Secțiunea periculoasă a piciorului de căpriori este secțiunea de la suportul din mijloc.

Momentul încovoietor în această secțiune:

Presiunea verticală în punctul C, egală cu reacția de sprijin dreapta a grinzii cu două trave, este:

=0,265 kN

Cu o sarcină simetrică pe ambele pante, presiunea verticală în punctul C se dublează: kN.

Prin răspândirea acestei presiuni în direcția picioarelor căpriorii, găsim forța de compresiune în partea superioară a piciorului căpriorii:

kN

Colectareîncărcături

În primul rând, pentru a determina sarcinile, am stabilit secțiunea transversală a piciorului de căpriori la 75x225 mm. Sarcina constantă pe piciorul căpriorii este calculată în tabel. 3.2.

Tabelul 3.2 Sarcina constantă calculată pe piciorul căpriorii, kPa

	Exploatare-		Limită
Elemente și sarcini		γ fm	sens
	sens		încărcături
	încărcături
Picior de căpriori 0,075*0,225*5/0,95
	g pagina e =0,372		g c tr. m = 0,403

Sarcina maximă estimată pe piciorul căpriorii (combinație de constantă plus zăpadă)

Model geometric de căpriori

Schemele pentru calcularea piciorului de căpriori sunt prezentate în Fig. 3.2. Cu lățimea coridorului în axe =3,4 m distanta intre axele longitudinale ale peretilor exterior si interior.

Distanța dintre axele plăcii de alimentare și pat, ținând cont de referința la axă (

=0,2 m)m. Instalăm bretele la un unghi β = 45° (pantă 2 = 1). Panta capriorilor este egală cu panta acoperișului i 1 =i = 1/3 = 0,333.

Pentru a determina dimensiunile necesare calculului, puteți desena o diagramă geometrică a căpriorilor pentru a scala și a măsura distanțele cu o riglă. Dacă mauerlat și piciorul sunt la același nivel, atunci deschiderile piciorului de căpriori pot fi determinate folosind formulele

Înălțimile nodurilor h 1 =i 1 l 1 = 0,333*4,35=1,45 m; h 2: = i 1 l=0,333*5,8=1,933 m Marcaj de înălțime: luați bara transversală la 0,35 m sub punctul de intersecție a axelor piciorului de căpriori și stâlpului. h = h 2 - 0,35 (m) = 1,933 -0,35 = 1,583 m.

Eforturi în piciorul căprior pe bara transversală

Piciorul de căpriori acționează ca o grindă continuă cu trei trave. Așezările de susținere pot modifica momentele de susținere în grinzi continue. Dacă presupunem că, din cauza tasării suportului, momentul încovoietor pe acesta a devenit egal cu zero, atunci putem tăia condiționat balamaua în locul momentului zero (deasupra suportului). Pentru a calcula piciorul de căpriori cu o anumită marjă de siguranță, presupunem că tasarea barei a redus momentul încovoietor de susținere deasupra acestuia la zero. Apoi diagrama de proiectare a piciorului de căpriori va corespunde cu Fig. 3.2, c.

Moment de încovoiere în piciorul căprior

Pentru a determina împingerea în bara transversală (strângere), presupunem că suporturile s-au lăsat în așa fel încât momentul de susținere deasupra lonjeriei este egal cu M 1 iar deasupra rafturilor - zero. În mod convențional, tăiem balamalele în locuri cu momente zero și considerăm partea de mijloc a căpriorii ca un arc cu trei balamale cu o deschidere l cp = 3,4 m Spațiul într-un astfel de arc este egal cu

Componentă verticală a reacției strut

Folosind diagrama din fig. 3.2.g, determinăm forța în bară

Orez. 3.2. Scheme de calcul a căpriorii

a-secțiune transversală a acoperirii mansardei; b - diagramă pentru determinarea lungimii estimate a piciorului de căpriori; c - schema de proiectare a piciorului de căpriori; d - diagrama de determinare a împingerii în bara transversală; l - de asemenea pentru o schemă cu un perete longitudinal; 1 - Mauerlat; 2 - culcat; 3 - alerga; 4 - picior de căpriori; 5 - stand; 6 - strut; 7 - bară transversală (strângere); 8 - distantier; 9, 10 - bare de tracțiune; 11 - pulpă; 12 - suprapunere.

Calculul picioarelor de căpriori pe baza puterii normalesecțiuni

Momentul de rezistență necesar al alergării

După adj. M luăm lățimea piciorului de căpriori b = 5 cm și găsiți înălțimea necesară a secțiunii

După adj. Luăm o placă cu o secțiune de 5x20 cm.

Nu este nevoie să verificați deviațiile piciorului de căpriori, deoarece acesta este situat într-o cameră cu acces limitat de către oameni.

Calculul îmbinărilor plăcilorpicior de căprior.

Deoarece lungimea piciorului de căpriori este mai mare de 6,5 m, este necesar să se facă din două plăci cu o îmbinare suprapusă. Așezăm centrul îmbinării în punctul în care se sprijină pe suport. Apoi momentul încovoietor la îmbinare în timpul tasării barei M 1 = 378,4 kN*cm.

Calculăm îmbinarea în același mod ca și îmbinarea panelor. Acceptăm lungimea de suprapunere l nahl = 1,5 m = 150 cm, diametrul cuielor d= 4 mm = 0,4 cm lungime l paznici = 100 mm.

Distanța dintre axele conexiunilor cuie

150 -3*15*0,4 =132 cm.

Forța percepută de o conexiune cu unghii

Q=M op/Z=378,4/132 =3,29 kN.

Lungimea estimată a ciupirii cuielor ținând cont de distanța maximă normalizată dintre plăci δ L = 2 mm cu grosimea plăcii δ D = 5,0 cm și lungimea vârfului cuiului l.5d

a p = l gv -5 d -5 w -l.5d = 100-50-2-1,5*4 = 47,4 mm = 4; 74 cm.

Când se calculează o conexiune cu dibl (cui):

– grosimea elementului mai subțire o= o p =4,74 cm;

– grosimea elementului mai gros c = δ d =5,0 cm.

Găsirea unei relații a/c = 4,74/5,0 = 0,948

După adj. T, găsim coeficientul k n =0,36 kN/cm2.

Găsim capacitatea portantă a unei cusături dintr-un cui din condițiile:

– strivire într-un element mai gros

= 0,35*5*0,4*1*1/0,95 = 0,737 kN

– mototolirea într-un element mai subțire

= 0,36*4,74*0,4*1*1/0,95 = 0,718 kN

– îndoirea unghiilor

= (2,5* 0,4 2 + 0,01* 4,74 2)

/0,95=0,674 kN

– dar nu mai mult de kN

Dintre cele patru valori, selectați cea mai mică T = 0,658 kN.

Găsirea numărului necesar de cuie n paznici ≥ Q/ T =2,867/0,674=4,254.

Acceptăm n paznici = 5.

Verificăm posibilitatea instalării a cinci cuie pe un rând. Distanța dintre cuie peste fibrele de lemn este S 2 = 4d = 4 * 0,4 = 1,6 cm Distanța de la cuiul exterior până la marginea longitudinală a plăcii este S 3 = 4d = 4 * 0,4 = 1,6 cm.

În funcție de înălțimea piciorului de căpriori h = 20 cm ar trebui să se potrivească

4S 2 +2Sз=4*1,6+2*1,6 = 9,6 cm

Calculul conexiunii dintre bara transversală și piciorul căprior

Conform sortimentului (Anexa M), acceptăm o bară transversală din două plăci cu o secțiune transversală bxh = 5x15 cm fiecare. Forța la îmbinare este relativ mare (N = 12, kN) și poate necesita instalarea unui număr mare de cuie în condiții de șantier. Pentru a reduce complexitatea instalării acoperirii, proiectăm o conexiune cu șuruburi a barei transversale cu piciorul căpriorii. Acceptăm șuruburi cu un diametru d = 12 mm = 1,2 cm.

În piciorul căpriorii, diblurile (șuruburile) zdrobesc lemnul la un unghi față de fibre α = 18,7 0. După adj. Găsim coeficientul k α =0,95 corespunzător unghiului α =18,7 0.

Când se calculează o conexiune cu dibluri, grosimea elementului din mijloc este egală cu lățimea căpriorii c = 5 cm, grosimea elementului exterior este lățimea plăcii transversale. a = 5 cm.

Determinăm capacitatea portantă a unei cusături a unui diblu din condițiile:

– strivire în elementul mijlociu

= 0,5*5* 1,2*0,95* 1 *1/0,95 = 3,00 kN

– strivire în elementul exterior

= 0,8*5*1,2*1*1/0,95 = 5,05 kN;

– îndoirea diblului = (l.8* 1.2 2 + 0.02* 5 2)

/0,95=3,17 kN

- dar nu mai mult de kN

Dintre cele patru valori, selectați cea mai mică T = 3,00 kN.

Determinăm numărul necesar de dibluri (șuruburi) cu numărul de cusături n w =2

Acceptăm numărul de șuruburi n H =3.

Nu este nevoie să verificați secțiunea transversală a barei transversale pentru rezistență, deoarece are o marjă mare de siguranță.

4. ASIGURAREA RIGIDITĂȚII SPAȚIALE ȘI STABILITĂȚII GEOMETRICE A CLĂDIRII