Tulaprocess.ru

Ремонт и стройка
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет крыши на ветровую нагрузку

Расчет стропил на действие ветровой нагрузки

Как правило в I, II ветровых районах нагрузка на стропильную систему относительно снеговой небольшая. К тому же при уклоне кровли 20-30° эта ветровая нагрузка является чаще отрицательной, чем положительной. Т.е. при расчетах стропильной системы на основные нагрузки ветровой нагрузкой можно пренебречь.

Тем не менее ветровая нагрузка действует на кровлю не только в зимнее время, когда на крыше лежит снег, но и в любое другое время года. А отрицательное значение ветровой нагрузки означает, что ветер пытается сорвать крышу. Если кровля из натуральной черепицы, то ветровая нагрузка как правило меньше собственного веса стропильной системы. Тем не менее сейчас все более популярными становятся «легкие» крыши, где в качестве кровельного материала используется профнастил или металлочерепица. Впрочем, сорванные ветром листы асбоцементного шифера также приходилось наблюдать.

В связи с этим посмотрим, как влияет ветровая нагрузка на прочность стропильной системы. Продолжим рассмотрение примера расчета стропил с той только разницей, что вместо шифера будет использоваться металлочерепица или профнастил. Согласно таблицы собственный вес квадратного метра металлочерепицы или профнастила составляет около 4 кг/м 2 .

Собственный вес стропил и обрешетки мы определили ранее. Таким образом собственный вес стропильной системы составит:

qк = qс + qо + qп = 3.75 + 6.25 + 4 = 14 кг/м 2 .

Один из аэродинамических коэффициентов, в данном случае се2 при уклоне кровли 30°, (значение коэффициента се1 мы уже определили ранее) согласно рисунку 227.5 составляет се2 = — 0.45. Так как значение се1 меньше (се1 = — 0.25, то значение се2 мы и будем использовать для дальнейших расчетов.

Теперь осталось определить нормативное значение ветрового давления для Москвы. Согласно старой карте она составляет Wo = 23 кг/м 2 .

Значение коэффициента k, учитывающего изменение ветрового давления по высоте и с учетом характера местности в данном случае (при высоте здания около 8 м) и даже при строительстве в пустыне или на березу моря (озера) составит:

k = 3(1 — 0.75)/5 + 0.75 = 0.9

Тогда нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки составит:

Wm = Wokc = 23·(-0.45)0.9 = — 9.315 кг/м 2

Как видим, значение ветровой нагрузки все равно меньше, чем собственный вес стропильной системы 14 — 9.315 = 4.685 кг/м 2 . Беспокоиться вроде бы не о чем.

Вот только не все люди живут в Москве и московской области.

Например в Ставрополе, относящемуся к V ветровому району, при проектировании кровли с точно такой же геометрией ветровое давление составит Wo = 60 кг/м 2 . И тогда нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки составит:

Wm = Wokc = 60·(-0.45)0.9 = — 24.3 кг/м 2

А это в свою очередь означает, что такую легкую кровлю вполне может унести ветром 14 — 24.3 = -10.3 кг/м 2 . А чтобы этого не произошло, стропила каким-то образом нужно крепить к стенами или перекрытию. Раньше, когда стены возводились из кирпича, это крепление выглядело так:

Рисунок 467.1. Крепление стропильной ноги к стене проволокой.

В кирпичную кладку на 4-5 рядов ниже мауэрлата забивался ерш (3), к ершу привязывалась проволока (2) практически любого диаметра, имевшегося под рукой. После этого проволока привязывалась к стропильной ноге (1).

Примечание: на всякий случай (вдруг кому-то интересно) ерш выглядел примерно так:

Делалось это без каких-либо особых расчетов практически во всех ветровых районах на следующем основании:

Собственный вес одного полнотелого кирпича около 3.5 кг. Если ерш забивается на 4 ряда ниже мауэрлата то под ерш попадают как минимум 1 + 2 + 3 + 4 = 10 кирпичей. А если кирпичи уложены с перевязкой, то значительно больше. Т.е. даже без учета расчетного сопротивления кладочного раствора растяжению один только собственный вес кладки под ершом составляет около 35 кг. Даже при расчетном сопротивлении R = 2000 кг/см2 проволока диаметром 2 мм выдерживает нагрузку N = Rпd 2 /4 = 2000·3.14·0.2 2 /4 = 62.8 кг, но как правило и диаметр используемой проволоки и расчетное сопротивление стали больше. При использовании в качестве кровельного материала как минимум шифера с собственным весом около 15-20 кг, что в 3-5 раз больше, чем собственный вес металлочерепицы или профнастила, такого конструктивного решения вполне хватало.

Сейчас же в качестве материала для стен все чаще используются газосиликатные блоки. При плотности блоков D500 собственный вес блока размерами 0.6х0.3х0.2 м составит 0.6·0.3·0.2·500 = 18 кг. Да и ершами давно уже никто не пользуется, полно всяких дюбелей, а сделать дырку под дюбель перфоратором не проблема. Кроме того в газосиликатный блок можно просто забить гвоздь и к нему уже привязывать проволоку. Вот только будет ли этого достаточно? Сейчас мы это проверим.

При рассматриваемой геометрии стропильной системы, т.е. шаге стропильных ног 1 м и длине 3.464 м, максимальное вырывающее усилие составит:

N = 3.464·10.3 = 35.7 кг

Это означает, что для надежного крепления стропил анкер следует забивать как минимум на 2 ряда ниже мауэрлата. Впрочем крепление можно осуществлять не к стене а к плите или балке перекрытия.

Если балка перекрытия также деревянная, то сначала следует учесть собственный вес перекрытия. Например, если это будет фанера толщиной 1 см по деревянным балкам 15х5 см без какого бы то ни было утепления, то опорная реакция от собственного веса перекрытия в месте крепления проволоки при длине балок 3 м составит:

Q = 3(650·0.01 + 500·0.15·0.05)/2 = 15.375 кг

С учетом того, что сверху будет как минимум один газосиликатный блок и имеется некоторое сопротивление растяжению кладки, то этого должно хватить, да и вряд ли перекрытие будет таким уж простым и легким. Скорее всего будет какое-то утепление и подшивка перекрытия снизу.

А еще у Вас есть уникальная возможность помочь автору материально. После успешного завершения перевода откроется страница с благодарностью и адресом электронной почты. Если вы хотите задать вопрос, пожалуйста, воспользуйтесь этим адресом. Спасибо. Если страница не открылась, то скорее всего вы осуществили перевод с другого Яндекс-кошелька, но в любом случае волноваться не надо. Главное, при оформлении перевода точно указать свой e-mail и я обязательно с вами свяжусь. К тому же вы всегда можете добавить свой комментарий. Больше подробностей в статье «Записаться на прием к доктору»

Для терминалов номер Яндекс Кошелька 410012390761783

Номер карты Ymoney 4048 4150 0452 9638 SERGEI GUTOV

Для Украины — номер гривневой карты (Приватбанк) 5168 7422 4128 9630

Примечание: Возможно ваш вопрос, особенно если он касается расчета конструкций, так и не появится в общем списке или останется без ответа, даже если вы задатите его 20 раз подряд. Почему, достаточно подробно объясняется в статье «Записаться на прием к доктору» (ссылка в шапке сайта).

woodbuy.ru

Пиломатериалы со склада в Москве

  • Главная
  • Пиломатериалы
  • Стоимость
  • Доставка
  • Статьи
  • Контакты

Расчет нагрузки на кровлю

Мы понимаем, что не каждый сможет самостоятельно выполнить расчет нагрузки на кровлю, но знать главные факторы, которые влияют на ее устойчивость, необходимо всем. В существующих СНиПах есть специальные таблицы, которые дают возможность подобрать оптимальные строительные конструкции с учетом действующих максимальных нагрузок в данной климатической зоне. Но не все имеют доступ к строительным нормам и правилам. В связи с этим будет полезным всем застройщикам внимательно ознакомиться с содержанием этой статьи. Во время проведения расчета принимается во внимание влияние нескольких факторов:

  • Снеговая нагрузка.
  • Ветровая нагрузка.
  • Вес материалов покрытий и строительных конструкций.

Рассмотрим, как принимается во внимание каждый их этих факторов.

Расчет снеговой нагрузки

Строительные нормы проектирования крыш предписывают обязательно учитывать максимально возможную снеговую нагрузку на несущие элементы крыши. Для каждого климатического региона проживания имеются свои индивидуальные показатели, информация о высоте снежного покрова регулярно предоставляется гидрометеорологическими службами и обобщается в СНиПе. Карты нагрузок должны регулярно обновляться с учетом изменения климатических условий, в справочнике находятся средние данные за последние десть лет наблюдений.

На иллюстрационных картах снеговая нагрузка определяется в Паскалях, для того, чтобы перевести Паскали в более привычные пользователям килограмм-силы необходимо применить коэффициент 0,102. К примеру, 100 Па×0,102=10,2 кг/м 2 . Проектные расчеты веса снежного покрытия проводятся с применением максимального веса снежного покрова, это позволяет получить критические значения нагрузок, при воздействии которых крыша полностью разрушается. Вторая группа расчетов касается допустимых эксплуатационных нагрузок. Воздействие этих нагрузок не должно вызывать нарушений геометрических и линейных характеристик несущих систем.

Карта снежного покрова различных регионов

Как меняется удельный вес снежного покрова

Очень важный вопрос, этот параметр обязательно принимается во внимание во время выполнения инженерных расчетов. Свежевыпавший снег при температуре -10° имеет плотность ≈ 100 кг/м 3 . Этот показатель существенно увеличивается с увеличением температуры окружающей среды и влажности воздуха. Лежалый снег уже весит 160±40 кг/м 3 , а весной удельный вес снежного покрова увеличивается до 700 кг/м 3 . Во время дождя вес снежного покрова еще боле возрастает и достигает значений 900 кг/м 3 . Почти такой же вес имеет кубический метр воды.

В таблицах государственных стандартов указывается вес снежного покрова для каждого региона, именно эти данные необходимо принимать во внимание во время проведения расчета крыши.

Образование снежных мешков

Расчет ветровой нагрузки

Влияние ветровой нагрузки зависит от силы ветра и геометрических особенностей крыши. Более плоские крыши ветер «поднимает» вверх, более крутые крыши ветер пытается просто опрокинуть. Все эти явления описывается в аэродинамике, мы углубляться в эту сложную науку не будем. В общих словах это выглядит так: плоские крыши «работают» как крыло самолета – над ними создается разрежение и появляется поднимающая вверх сила, крыши с большим углом наклона «работают» как парус – появляется опрокидывающая сила. Во время расчетов ветровой нагрузки необходимо принимать во внимание высоту здания над землей, для этого разработаны специальные коэффициенты.

Полученные данные нагрузок необходимо учитывать при выборе способов крепления мауэрлатов к несущим стенам и стропил к мауэрлатам. Кроме того, от полученных значений максимальных нагрузок выбираются виды и количество подстропильных несущих конструкций.

Ветровые нагрузки существенно изменяются в зависимости от типа местности расположения здания. Стандарт различает три типа местности:

  • А – полностью открытые районы. Морские побережья, степи, тундра и т. д.
  • Б – частично закрытые местности. Небольшие города, лес, поселки и т. д. Высота препятствий для ветра в этих районах не превышает десяти метров.
  • С – городские районы, где высота близлежащих построек превышает десять метров.

Виды ветровых нагрузок

Влияние угла наклона скатных крыш на их несущие способности

Этот фактор определяет влияние ветровых нагрузок (о чем мы говорили выше) и влияние снеговых нагрузок. Для ветровых нагрузок угол наклона может полностью изменить направление появляющихся усилий, для снеговых нагрузок угол наклона оказывает влияние на значения максимальной высоты снежного покрова. Чем больше угол наклона – тем меньшее количество снега скапливается на крыше. Для скатных крыш с углом наклона до 25° коэффициент составляет 1,0; для скатных крыш с углом наклона до 60° коэффициент составляет 1,25; для крыш с уклоном более 60° вес снежного покрова можно совеем не принимать во внимание во время проведения расчета. Но на такие крыши большое влияние оказывают ветровые нагрузки, появляется «эффект паруса», вся конструкция может опрокинуться.

Как рассчитывается собственный вес покрытий при расчетах стропильных систем

К вниманию берется вес кровельного покрытия, вес гидроизоляции и утеплителей и вес обрешетки. Каждый вид кровельных покрытий в зависимости от материалов изготовления имеет собственные показатели веса. Производители обязаны давать этот параметр в сопроводительных документах и инструкции по применению. Надо только помнить, что чем больше уклон крыши, тем больше необходимо кровельных материалов, а это, в свою очередь, увеличивает общий вес покрытия.

Как рассчитать собственный вес крыши рассмотрим на простом примере.

Средний удельный вес кровли, кг/м2

Средний удельный вес стены толщиной 150 мм, кг/м2

Средний удельный вес перекрытий, кг/м2

Читать еще:  Насос джилекс электрическая схема подключения

Общий вес равняется сумме трех величин. Имейте в виду, что при расчетах всегда делается «запас», а для этого во внимания принимаются максимальные значения возможных нагрузок. Мы понимаем, что не каждый из вас сразу «бросится» выполнять расчеты самостоятельно. Этого делать не надо, эту работу выполняют проектные организации во время разработки проекта домов.

Нагрузки воспринимаемые стропильными конструкциями

В зависимости от продолжительности действия нагрузок следует различать две группы нагрузок постоянные и временные (длительные, кратковременные, особые).

  • К постоянным нагрузкам необходимо отнести нагрузку от веса самой конструкции: кровельного покрытия, веса стропильной конструкции, веса теплоизоляционного слоя и веса материалов отделки потолка;
  • К кратковременным нагрузкам относят: вес людей, ремонтного оборудования в зоне обслуживания и ремонта кровли, снеговую нагрузку с полным расчётным значением, ветровую нагрузку;
  • К особым нагрузкам, например, относят сейсмическое воздействие.

Расчёт стропильных конструкций по предельным состояниям первой и второй групп нагрузок следует выполнять с учётом неблагоприятного их сочетания.

Снеговая нагрузка

Полное расчётное значение снеговой нагрузки определяется по формуле:
S=Sg*m
где,
Sg — расчётное значение веса снегового покрова на 1м2 горизонтальной поверхности крыши, принимаемое по таблице, в зависимости от снегового района Российской Федерации
m — коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие. Зависит от угла наклона ската кровли,

  • при углах наклона ската кровли меньше 25 градусов мю принимают равным 1
  • при углах наклона ската кровли от 25 до 60 градусов значение мю принимают равным 0,7
  • при углах наклона ската кровли более 60 градусов значение мю, в расчёте полной снеговой нагрузки, не учитывают

Таблица определения снеговой нагрузки местности

Снеговой районIIIIIIIVVVIVIIVIII
Вес снегового покрытия Sg (кгс/м2)80120180240320400480560

Карта зон снегового покрова территории РФ

Ветровая нагрузка

Расчётное значение средней составляющей ветровой нагрузки на высоте z над поверхностью земли определяется по формуле: W=Wo*k ,
где Wo-нормативное значение ветровой нагрузки, принимаемое по таблице ветрового района РФ,
k-коэффициент учитывающий изменение ветрового давления по высоте, определяется по таблице, в зависимости от типа местности.

Коэффициент k, учитывающий изменение ветрового давления по высоте z, определяется по табл. 6 в зависимости от типа местности. Принимаются следующие типы местности:

  • А — открытые побережья морей, озер и водохранилищ, пустыни, степи, лесостепи, тундра;
  • B — городские территории, лесные массивы и другие местности, равномерно покрытые препятствиями высотой более 10 м;
  • С — городские районы с застройкой зданиями высотой более 25 м.

Сооружение считается расположенным в местности данного типа, если эта местность сохраняется с наветренной стороны сооружения на расстоянии 30h — при высоте сооружения h до 60 м и 2 км — при большей высоте.

Приложение Е (рекомендуемое) Расчет кровельного ковра на ветровые нагрузки

Е.1 Условия расчета кровельного ковра на ветровые нагрузки зависят от способа его укладки (рисунок Е.1), к которым относятся сплошная приклейка всех слоев ковра; частичная (точечная или полосовая 25 – 35 %-ная) наклейка; механическое крепление нижнего слоя ковра в местах нахлесток полотнищ рулонного материала и свободная укладка ковра с пригрузом.

1 – теплоизоляция; 2 – сплошная приклейка; 3 – ковер; 4 – выравнивающая стяжка; 5 – частичная приклейка ковра; 6 – свободно уложенный ковер; 7 – разделительный слой; 8 и 9 – пригруз из гравия или бетонных плиток (монолитный цементно-песчаный раствор, асфальтобетон); 10 – механически закрепленный ковер; 11 – крепежный элемент с шайбой; 12 – приклейка (сварка) продольных кромок рулонных материалов; 13 – профнастил; 14 – сборная стяжка

Е.2 Самым надежным способом крепления кровельного ковра является сплошная приклейка его по всей поверхности плотного (малопористого) основания под кровлю (например, из асфальтобетона, цементно-песчаного раствора или бетона). Однако и в этом случае ветровая нагрузка W, Н/м2, не должна превышать величины адгезии кровельного ковра к основанию под кровлю и между слоями Qа, Н/м2, т.е. должно выполняться условие

Если при наклейке кровельного материала на волокнистое основание отрыв происходит по волокнистому материалу (когезионный разрыв), то ветровая нагрузка в этом случае не должна быть больше прочности волокнистого материала на растяжение Рр, Н/м2

Е.3 При точечной или полосовой 25 – 35 %-ной наклейке должны соблюдаться следующие условия:

Е.4 При свободной укладке кровельного ковра (с проклейкой швов) с пригрузом, последний выбирают таким, чтобы его вес Рп, Н/м2, превышал величину ветровой нагрузки

Е.5 Расчет шага крепежных элементов в механически закрепленной однослойной кровле. Рассмотрим карнизный участок покрытия (крыши), над кровельным ковром которого создается отрицательное давление, т.е. подъемная сила (СП 20.13330), приводящая к деформированию ковра. Обозначим ширину полотнищ рулонного материала через b, расстояние между крепежными элементами через lk , а высоту подъема кровельного ковра – через h (рисунок Е.2). Приняв кровельный ковер в сечении в виде нити шириной 5 см, закрепленной по концам и нагруженной распределенной ветровой нагрузкой q рисунок Е.3), получим, что продольное усилие N состоит из распора Н (горизонтальная составляющая) и поперечной силы Q (вертикальная составляющая) и равна

Подъемная сила ветра стремится выдернуть крайнее полотнище из-под крепежных элементов в точках К и М (рисунок Е.3) и соседнее полотнище в точке L, а также сдвинуть по приклеенной нахлестке соседнее полотнище в точке М. Кроме того, во всех точках крепления полотнищ рулонного материала действует выдергивающая крепежный элемент сила.

Для построения линии подъема нити используется правило построения эпюры моментов для балки. В любом сечении С

Высоту подъема кривой равновесия нити можно найти из прямоугольного треугольника КОС (рисунок Е.3), приняв КС = КО + l, где КО = 0,5 м, а l – удлинение рулонного материала при нагревании в летний период, равное 0,01 м, исходя из нормируемого показателя относительного удлинения – 2 % (ГОСТ 30547).

По самому слабому показателю можно уточнять расстояние между крепежами либо заменять рулонный материал другими с лучшими показателями. Если по расчету крепеж не выдерживает ветровую нагрузку, его также меняют на другой или уменьшают расстояние между ними.

Е.6 Величина ветровой нагрузки не одинакова на разных участках кровли; это учитывается разными величинами аэродинамического коэффициента с, приведенными в СП 20.13330.

Для плоской кровли с парапетом и скатной кровли рекомендуется следующая схема распределения коэффициента с (рисунок Е.6):

Правила расчёта односкатной крыши

При кажущейся простоте конструкции односкатной крыши проводить её расчёт надо обязательно. Это в первую очередь относится к стропильной системе и обрешётке. А точнее, к размерам элементов двух строительных систем. Провести расчёт можно самостоятельно, используя специальные формулы. А можно использовать онлайн-калькулятор односкатной крыши. Разберёмся в обоих вариантах.

Самостоятельный расчёт

Есть пять основных факторов, которые влияют на несущую способность односкатной крыши:

  1. Угол наклона ската.
  2. Тип кровельного материала.
  3. Климат в регионе, где возводится дом.
  4. Размеры строения и крыши.
  5. Виды материалов для теплоизоляционного пирога.

Необходимо отметить, что два первых параметра между собой взаимосвязаны. Существуют определённые нормативы, которые обозначают – при каком угле наклона, какой кровельный материал может быть использован. К примеру:

  • шифер или штучная черепица – минимальный наклон ската 22°;
  • профнастил — 12°;
  • металлочерепица — 14°;
  • ондулин — 6°;
  • битумная черепица — 11°;
  • рулонные материалы в три слоя – 3–5°, в два — 15°.

То есть, производя расчёт односкатной крыши надо в первую очередь решить, какой у кровли будет покрытие. Исходя из этого, принимать решение относительно наклона ската.

Что касается климатических условий, то здесь за основу берутся две позиции: нагрузка снежная и ветровая. Оба значения относятся к временным нагрузкам, так как действуют не постоянно. Но учитывать их надо обязательно. Для этого применяют специальные формулы.

Снеговая нагрузка

S = Sg * µ, где Sg – это нормативная масса снежного покрова на 1 м² плоскости ската, µ — поправочный коэффициент, в основе которого лежит угол наклона односкатной крыши. Для наклона до 25°, коэффициент равен «1», выше этого значения – «0,7», выше 60° коэффициент не учитывается.

Ветровая нагрузка

W = Wo * k, где Wo – норматив, действующий в определённом регионе, k – поправочный коэффициент, учитывающий высоту расположения крыши над землёй, тип местности, место застройки (открытые или закрытое).

Необходимо понимать, что обе нагрузки не учитывают частные ситуации. К примеру, резкий сильный порыв ветра, которые в районе застройки случаются крайне редко. Или выпавшая за одни сутки месячная норма снега. Поэтому рекомендуется в процессе расчёта стропил и остальных элементов односкатной крыши увеличить конечное значение на 15–20%.

Добавим, что нормативные значения снеговой и ветровой нагрузки можно найти в свободном доступе в интернете. Они могут быть графическими или табличными.

Нагрузка от кровельного материала

Две предыдущие нагрузки относятся к категории «временных». Но есть так называемые постоянные, которые в первую очередь ложатся в расчёты стропил односкатной крыши. По сути, в этой конструкции постоянная нагрузка – это кровельный материал, а точнее, его вес с учётом на 1 м² поверхности ската.

Сложность расчёта этого вида нагрузки заключается в том, что у некоторых материалов в расчёт берётся не фактическая площадь, а реальная (в основном полезная). Все дело в том, что большинство кровельных материалов укладываются на обрешётку крыши с нахлестом, который сокращает площадь покрытия, но увеличивает вес изделий с учётом давления на 1 м² покрываемой поверхности. При этом надо обязательно учитывать всю площадь крыши со свесами и карнизами, выступами с боков.

Расчёт элементов кровли

Расчёт односкатной крыши – это в основном расчёт стропил и обрешётки. Со стропилами все проще. В зависимости от нагрузок выбирается сечение досок или брусов и шаг их установки. Второй показать варьируется в диапазоне 60–100 см. При этом используются доски толщиною 50 мм, а также сдвоенный пиломатериал.

Здесь необходимо понимать, что чем толще стропильные ноги и меньше расстояние между ними, тем сильные нагрузки односкатная крыша будет выдерживать. Но при этом увеличится себестоимость конструкции. Хотя при таком соотношении кровельные односкатные конструкции встречаются редко. В основном это стропильная система из досок 50х150 мм с монтажным шагом 60–70 см.

Теперь, что касается размеров обрешётки. На это опять-таки влияет вес кровельного материала, а также его несущая способность. К примеру, если крыша покрывается профнастилом Н40, то шаг обрешётки не превышает 1 м. Если укладывается марка Н140, то шаг можно увеличить до 3 м. Все дело в том, что несущая способность у первого в несколько раз ниже, чем у второго.

Для штучных покрытий или металлочерепицы используется обрешётка, элементы которой укладывают так, чтобы профили кровельного настила ложились верхним и нижним краем на рейки. Для мягких материалов требуется сплошная обрешётка из досок или листовых изделий (фанера, ОСП, ДСП и прочее).

Расчёты онлайн-калькулятором

Онлайн-калькулятор односкатной крыши – самый простой вариант проведения расчётов. Нельзя его назвать на все сто процентов точным, но погрешности у него незначительные. При этом всегда можно прибавить к конечному результату определённый процент (10–20%), чтобы быть уверенным в надёжности будущей конструкции.

Как и все калькуляторы, этот требует внесения в него некоторых вводных данных, на основе которых и производится расчёт системы. Как и в математических выкладках, основными вводными данными здесь будут:

  • размеры дома (длина и ширина), они будут определять основную площадь крыши;
  • угол наклона, во многих калькуляторах используется высота подъёма, то есть разница между нижним концом стропильной ноги и верхней, измеренной по вертикали;
  • размеры выступов свеса, боковых карнизов, измерение производится по горизонтали.

Все параметры вводятся в сантиметрах. И обязательно указывается тип кровельного материала. Можно сказать, что последний и является основным параметром для расчёта стропильной системы односкатной крыши. В некоторых калькуляторах нужно обозначить сорт древесины, потому что от этого зависит несущая способность каждого элемента.

В результате калькулятор выдаст значения стропильной системы и обрешётки. А конкретнее: шаг установки стропильных ног, шаг монтажа элементов обрешётки, их сечение (толщину и ширину). А также основные параметры: длину и количество досок для стропил, минимальную нагрузку на ноги. Количество элементов обрешётки в метрах, штуках, в килограммах или в метрах кубических (пиломатериалы продаются кубами).

Читать еще:  Расположение трубы относительно конька крыши

И, конечно, сервис даст точное значение трёх основных показателей кровельной конструкции:

  • угол наклона ската;
  • общую площадь покрытия;
  • приблизительный вес кровельного материала из расчёта покрытия им вей площади крыши;
  • если дело касается рулонных материалов, то их общее количество с учётом нахлеста.

Добавим, что в некоторых калькуляторах односкатных крыш вносят показатели нагрузок: снеговой и ветровой. Здесь все просто – в определённом окошке вносится регион, в котором происходит строительство дома. И сам сервис уже находит требуемые данные. Для определения ветровой нагрузки потребуются дополнительные данные: высота наклона кровли и тип местности строительства (открытая, закрытая, городской район).

Видео

Обобщение по теме

На самом деле калькулятор односкатной крыши – программа уникальная. Появилась возможность неспециалистам проводить сложные расчёты, которые касаются надёжности строительных конструкций. Нет надобности проводить сложные математические выкладки, рыскать по специальной литературе в поисках данных и коэффициентов. Все, что нужно знать, размеры собственного дома и угол наклона ската. Плюс, конечно, тип кровельного материала. Этого достаточно для проведения расчётов.

РАСЧЕТЫ КРОВЕЛЬ НА ВЕТРОВУЮ НАГРУЗКУ

Расчет предусматривает обеспечение стойкости конструктивных элементов крыш против разрушения от ветрового воздействия (напряжений отрыва).

Стойкость несущего каркаса чердачных крыш против ветрового напора следует рассчитывать ана­логично расчетам на ветровую нагрузку основных несущих конструкций зданий и сооружений с исполь­зованием аэродинамических коэффициентов, определяемых для той или другой схемы рамной конст­рукции сооружения.

В совмещенных покрытиях следует учитывать отрицательное давление ветра (ветровой отсос) на ширине 1,5 м вдоль внешнего контура и по гребням водоразделов согласно схемам, приведенным на рисунке 1. Расчету подлежит достаточность закрепления против ветрового отсоса на этих полосах отдельных слоев совмещенного покрытия (главным образом, кровельного ковра, а иногда и теплоизоляционного слоя), исходя из того, что удерживающее усилие (Ру) должно быть больше ветрового отсоса (WB). Расчет следует производить на нормативную величину средней составной ветровой нагрузки, действующей на той или другой высоте от поверхности земли по формуле

WB = W0 · k · c · v0, (1)

где W0 — нормативное значение ветрового напора принимается 0,30 (30) кПа (кгс/м ) для первого и 0,38 (38) кПа (кгс/м ) для второго ветровых районов Украины.

К первому ветровому району относятся территории областей: Винницкой, Донецкой, Житомирской, Киевской, Кировоградской, Луганской, Полтавской, Ровенской, Сумской, Тернопольской, Харьковской, Хмельницкой, Черкасской, Черниговской. Ко второму ветровому району относятся территории областей: Днепропетровской, Закарпат­ской, Запорожской, Ивано-Франковской, Луцкой, Львовской, Николаевской, Одесской, Херсонской, Черниговской и Крымской АР.

k — коэффициент, учитывающий изменение ветрового напора (и отсоса) по высоте, принимается по таблице 1;

с — аэродинамический коэффициент; местное (отрицательное) давление по внешнему контуру покрытия и на гребнях водоразделов принимается равным минус 2;

v0 — коэффициент надежности принимается 1,4.

Достаточность закрепления отдельного слоя совмещенного покрытия определяется из условия

где Ру — удерживающее усилие, кгс/м2 , определяемое по формуле

где F — прочность приклейки (или другого способа закрепления) на отрыв, кгс/см2 , при наклейке на горячей битумной мастике определяется из графика на рисунке 2 (при продолжительнос­ти действия ветра до 24 ч);

G — собственный вес элемента (слоя), закрепление которого не учитывается, а также масса всех элементов (слоев), лежащих на нем, кг/м2.

Установить достаточность закрепления против ветрового отсоса рулонной кровли типа К-6 из трех слоев рубероида на горячей битумной мастике по поверхности цементно-песчаной выравнивающей стяжки через подкладку из перфорированного рубероида (степень перфорации 6,28% поверхности); закрепление на гребнях водоразделов многопролетного плоского покрытия — по схеме на рисунке 1г с уклоном 5%; высота здания 10 м; район строительства — г. Киев.

Отрывающая ветровая нагрузка по формуле (1) для первого ветрового района с использованием данных таблицы 1 составит:

WB = 30 х 0,65 (-2) 1,4 = — 54,6 кгс/м2.

Удерживающее усилие для кровли типа К-6 по формуле (2) равно

Ру = 125,6 + 13 = 138,6 кгс/м2,

F = 1 х 0,0628 х 0,2 х 104 = 125,6 кгс/м2 (0,0628 — площадь приклейки через 1 м2 перфорирован­ного рубероида);

0,2 — прочность приклейки на отрыв к поверхности цементно-песчаной стяжки из графика на рисунке 2;

G — 13 cos α = 13 х 0,0996 = 13 кг/м2 (три слоя рубероида по 2 кг/м2 каждый; один слой грунтов­ки с расходом 1 кг/м2 и три слоя битумной мастики с расходом по 2 кг/м2 каждый).

Закрепление против ветрового отсоса достаточное, т.к. удерживающее усилие (138,6 кгс/м2) значительно превышает отрывающее усилие (минус 54,6 кгс/м2 ).

Установить достаточность закрепления против ветрового отсоса кровли типа К-6 при условиях, указанных в примере № 1, но при наклейке на поверхность теплоизоляционного слоя из пенополистирольных плит (σсж = 1,5 кгс/см2 ).

Отрывающее усилие то же, что и по примеру № 1 и равно минус 54,6 кгс/м2 .

Удерживающее усилие — по формуле (2)

Ру = 6,3 + 13 = 19,3 кгс/м2,

F = 1 х 0,0628 х 0,01 х 104 = 6,3 кгс/м2;

G = 13 кг/м2 (по аналогии с расчетом в примере № 1 с учетом того, что прочность приклейки на отрыв к поверхности пенополистирола составляет 0,01 кг/см2 по графику на рисунке 2).

Закрепление против ветрового отсоса в данном случае недостаточное, т.к. удерживающее усилие (19,3 кгс/м2 ) значительно меньше отрывающего усилия (минус 54,6 кгс/м2 ).

Принимаем сплошную приклейку нижнего слоя кровельного ковра к поверхности пенополистирола без использования перфорированного рубероида. Тогда удерживающее усилие будет

Ру = 100 + 13 = 113 кгс/м2,

F = 1 х 0,01 х 104 = 100 кгс/м2;

Сплошная приклейка обеспечивает достаточное закрепление кровельного ковра типа К-6 к поверх­ности пенополистирольного утеплителя.

Установить достаточность закрепления против ветрового отсоса пленочного кровельного ковра типа К-10 из двух слоев армогидробутила, склеенных бутилкаучуковой мастикой, уложенного насухо (через разделительную подкладку) на поверхность выравнивающей стяжки с пригрузом (через защитную наклад­ку) слоем гравия или щебня (γ = 2000 кг/м3) толщиной 40 мм для покрытия здания по примеру № 1.

Отрывающее усилие то же, что и по примеру № 1 — минус 54,6 кгс/м2 .

Удерживающее усилие по формуле

Ру = 0 + 87 = 87 кг/м2,

F = 0 (приклейка ковра отсутствует);

G = 1 х 0,04 х 2000 + (2 x 3 + 1) cos5º = 87 кг/м2 (где учитываются пригрузочная масса щебня толщиной 40 мм и двух слоев армогидробутила массой по 3 кг/м2 , склеенных бутилкаучуковой мастикой с расходом 1 кг/м2).

Закрепление против ветрового отсоса является достаточным, т.к. удерживающее усилие (87 кгс/м2) превышает отрывающее (минус 54,6 кгс/м2 ).

Установить достаточность закрепления против ветрового отсоса пленочного кровельного ковра при условиях, указанных в примере № 3, но при устройстве защитного слоя в виде окраски суспензией алюминиевой пудры (кровля типа К-11) вместо пригрузочного слоя щебня.

Отрывающее усилие то же, что и по примеру № 1, — минус 54,6 кгс/м .

Удерживающее усилие по формуле (2) равно

Ру = 0 + 8 = 8 кгс/м2,

F = 0 (приклейка ковра отсутствует);

G = (2 x 3 + 1 + 1) cos5 º = 8 х 0,994 ≈ 8 кгс/м2 , что включает два слоя армогидробутила по 3 кг/м2 , склеенных одним слоем и покрытых одним слоем мастики с расходом по 1 кг/м2.

Закрепление против ветрового отсоса недостаточное, т.к. удерживающее усилие (8 кгс/м2) значительно меньше ветрового отсоса (минус 54,6 кгс/м2 ).

В данном случае вместо разделяющей подкладки «насухо» следует применить локальную точечную приклейку рубероида (что и предусмотрено типом кровли К-11 наряду с кровлями типа К-10).

Другим вариантом решения задачи может явиться локальное полосовое закрепление кровельного ковра на ширину 1,5 м по его внешнему контуру, вдоль гребней водоразделов и по периметру примыканий. Расчет при этом сводится к следующему:

— отрывающее усилие на полосе шириной 1,5 м по длине каждых 6 м вдоль обрезов кровельного ковра по формуле (1) составит

WB = 30 x 0,65 (-2) 1,5 x 6 x 1,4 = — 491,4 кгс/м2;

— удерживающее усилие при закреплении ковра полосовой приклейкой его на ширине 1,5 м вдоль обрезов и размещении полос клеющей мастики шириной по 0,1 м через 1 м перпендикулярно к кромке обрезов — по формуле (2)

Ру = 1800 + 8 = 1808 кгс/м2,

F= (1,5 х 0,1х6)0,2 х 104 = 1800 кгс/м2;

Принятая полосовая приклейка обеспечивает стойкость кромки обрезов кровельного ковра против ветрового отсоса.

На облегченных покрытиях с несущими элементами из штампованного профнастила совмещенные покрытия требуют обязательной проверки и закрепления теплозащитного слоя к основанию. В ряде случаев необходимо предусматривать поверхностный (по кровельному ковру) равномерный точечный пригруз по площади покрытия.

a — односкатные покрытия;г — многопролетные плоские покрытия;
б — односкатные покрытия в пристройке;д — многопролетные скатные покрытия
в — двускатные покрытия;

Рисунок 1 — Участки с повышенным давлением отрицательного действия ветра.

Коэффициент k изменения ветрового давления по высоте

АВС

Принимаются следующие типы местности:

А — открытые побережья морей, озер и водохранилищ; пустыни, степи, лесостепи, тундра;

В — городские территории, лесные массивы и другая местность, равномерно покрытая прегра­дами высотой более 10 м;

С — городские районы с застройкой зданиями высотой более 25 м

Рисунок 2 — График определения прочности на отрыв горячей клеющей битумной мастики в зависимости от прочности поверхности материала основания приклейки

Расчет нагрузки на стропильную систему кровли

Для чего и каким образом необходимо производить расчет нагрузок на стропильную систему крыши мы поделимся с Вами в данной статье.

Стропильная система является основной несущей конструкцией крыши, состоящей, как правило, из «скелета» деревянных или металлических балок и элементов, находящихся в тесной и жесткой связке между собой. Поэтому, перед началом строительства крыши, необходимо произвести расчет конструкции с учетом всех возможных нагрузок, воздействующих на крышу дома в любое время года. Расчет по нагрузкам необходим для определения шага (расстояния между элементами)и сечения стропил для обеспечения требуемой жесткости и устойчивости всего стропильного каркаса. Как правило, типовое сечение стропил 50мм х 150мм (или 50мм х 200мм), шаг между стропильными ногами обычно колеблется в диапазоне от 0,6 до 1,1м.

На стропила воздействуют как постоянные, так и временные нагрузки.

К постоянным нагрузкам относятся:

  • Вес самой стропильной системы;
  • Вес кровли;
  • Вес чернового настила, обрешетки/контробрешетки;
  • Вес утеплителя (в случае жилой мансарды) и подкровельных пленок;

К временным нагрузкам относятся:

  • Cнеговая нагрузка;
  • Ветровая нагрузка;
  • Вес людей, обслуживающих кровлю;

При расчете снеговых и ветровых нагрузок необходимо руководствоваться СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия». Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85* (карты районирования территории РФ по климатическим характеристикам, а также расчетные параметры).

Расчетное значение снеговой нагрузки определяется по формуле:

Sрасчетное = Sg * µ,

где Sg – расчётное значение веса снегового покрова на 1м² горизонтальной поверхности земли, принимаемое по таблице:

Снеговой район

µ — коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие.

Коэффициент µ зависит от угла наклона ската кровли:

  • µ = 1 при углах наклона ската кровли меньше 25°
  • µ = 0,7 при углах наклона ската кровли от 25° до 60°
  • При углах наклона ската более 60° значение µ в расчете полной снеговой нагрузки не учитывают.

Расчетное значение средней составляющей ветровой нагрузки на высоте «z» над поверхностью земли определяется по формуле:

где WO – нормативное значение ветровой нагрузки, принимаемое по таблице ветрового района РФ:

Ветровой район

k – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте, определяется по таблице, в зависимости от типа местности:

Высота здания в метрах

А

B

А – открытые побережья морей, озёр и водохранилищ, пустыни, степи, лесостепи и тундры.

B – городские территории, лесные массивы и др. местности, равномерно покрытые препятствиями более 10м.

*при определении ветровой нагрузки типы местности могут быть различными для разных расчетных направлений ветра.

Подбор сечений стропил и других элементов конструкции:

Сечение бруса, используемого для стропил, зависит от длины стропильного элемента, шага установки стропил и расчетной величины нагрузок для данного региона. В таблице ниже сведены значения, соответствующие возможным максимальным нагрузкам по г. Москве и М.О. Данные не заменяют полноценного расчета несущей способности стропильной системы, их можно рассматривать как рекомендательные для достаточно простых конструкций крыш, а также учитывая ассортимент пиломатериалов, которые выпускают предприятия РФ, согласно ГОСТ 24454-80.

Читать еще:  Устройства для сушки белья на балконе
Шаг установки стропилДлина стропильного элемента (м)
3,03,54,04,55,05,56,0
60040х15040х17550х15050х15050х17550х20050х200
90050х15050х17550х20075х17575х17575х20075х200
110075х12575х15075х17575х17575х20075х200100х200
140075х15075х17575х20075х20075х200100х200100х200
175075х15075х20075х200100х200100х200100х250100х250
2150100х150100х175100х200100х200100х250100х250

После того, как будут определены все временные и постоянные нагрузки, производится расчет несущих элементов стропильной системы на прочность, устойчивость, деформации и другие параметры совместной работы всей конструкции вцелом, при этом обязательно учитываются коэффициенты надежности (коэффициенты запаса) по нагрузке.

Подобные расчеты основываются на сопромате и принятых расчетных схемах для каждого отдельного случая в отдельности и осуществляются инженерами-проектировщиками, специализирующихся на проектировании зданий и сооружений.

Напоследок хотелось бы отметить, что выбирая кровельный материал для своего загородного дома, например, между керамической черепицей и гибкой черепицей, следует учитывать совокупные нагрузки от конструкций в целом. Например, ввиду сравнительно легкого веса битумной черепицы она ошибочно кажется более легкой, нежели массивная керамическая. Ошибочно лишь потому, что для гибкой черепицы необходим сплошной настил (ОСП, ФСФ фанера или калиброванные доски), дополнительная учащенная обрешетка, дополнительная гидроизоляция и не только. Сравнивая в итоге общий вес кровельного пирога из керамической черепицы и гибкой черепицы можно сделать вывод, что разница в весе минимальна и практически не ощутима, распределяя общий вес от кровли на всю стропильную систему.

Сбор нагрузок на кровлю и стропила

Вы сами собираетесь проектировать и строить дом? Тогда Вам без процедуры сбора нагрузок на кровлю (или другими словами, на несущие конструкции крыши) не обойтись. Ведь только зная нагрузки, которые будут действовать на кровлю, можно определить минимальную толщину железобетонной плиты покрытия, рассчитать шаг и сечение деревянных или металлических стропил, а также обрешетки.

Данное мероприятие регламентируется СНиПом 2.01.07-85* (СП 20.13330.2011) «Актуализированная редакция» [1].

Сбор нагрузок на кровлю производится в следующем порядке:

1. Определение собственного веса конструкций крыши.

Сюда, например, для деревянной крыши входят вес покрытия (металлочерепица, профнастил, ондулин и т.д.), вес обрешетки и стропил, а также масса теплоизоляционного материала, если предусматривается теплый чердак или мансарда.

Для того, чтобы определить вес материалов нужно знать их плотность, которую можно найти здесь.

2. Определение снеговой (временной) нагрузки.

Россия находится в таких широтах, где зимой неизбежно выпадает снег. И этот снег необходимо учитывать при конструировании крыши, если, конечно, Вы не хотите лепить снеговиков у себя в гостиной и спать на свежем воздухе.

Нормативное значение снеговой нагрузки можно определить по формуле 10.1 [1]:

где: св — понижающий коэффициент, который учитывает снос снега с крыши под действием ветра или других факторов; принимается он в соответствии с пунктами 10.5-10.9. В частном строительстве он обычно равен 1, так как уклон крыши дома там чаще всего составляет более 20%. (Например, если проекция крыши составляет 5м, а ее высота — 3м, уклон будет равен 3/5*100=60%. В том случае, если у вас, например, над гаражом или крыльцом предусматривается односкатная крыша с уклоном от 12 до 20%, то св=0,85.

сt — термический коэффициент, учитывающий возможность таяния снега от избыточного тепла, которое выделяется через не утепленную кровлю. Принимается он в соответствии с пунктом 10.10 [1]. В частном строительстве он равен 1, так как практически не найдется человека, который на не утепленном чердаке поставит батареи.

μ — коэффициент, принимаемый в соответствии с пунктом 10.4 и приложением Г [1] в зависимости от вида и угла наклона кровли. Он позволяет перейти от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие. Например, для следующих углов наклона односкатной и двускатной кровли коэффициент μ имеет значения:

Остальные значения определяются по методу интерполяции.

Примечание: коэффициент μ может иметь значение меньше 1 только в том случае, если на крыше нет конструкций, задерживающих снег.

Sg — вес снега на 1 м2 горизонтальной поверхности; принимается в зависимости от снегового района РФ (приложение Ж и данным таблицы 10.1 [1]). Например, город Нижний Новгород находится в IV снеговом районе, а, следовательно, Sg = 240 кг/м2.

3. Определение ветровой нагрузки.

Расчет нормативного значения ветровой нагрузки производится в соответствии с разделом 11.1 [1]. Теорию здесь расписывать не буду, так как весь процесс описан в СНиПе.

Примечание: Ниже Вы найдете 2 примера, где подробно расписана данная процедура.

4. Определение эксплуатационной (временной) нагрузки.

В том случае, если Вы захотите использовать крышу как место для отдыха, то Вам необходимо будет учесть нагрузку равную 150 кг/м2 (в соответствии с таблицей 8.3 и строкой 9 [1]).

Данная нагрузка учитывается без снеговой, т.е. в расчете считается либо та, либо другая. Поэтому с точки зрения экономии времени в расчете целесообразно использовать большую (чаще всего это снеговая).

5. Переход от нормативной к расчетной нагрузке.

Этот переход осуществляется с помощь коэффициентов надежности. Для снеговой и ветровой нагрузок он равен 1,4. Поэтому для того, чтобы перейти, например, от нормативной снеговой нагрузки к расчетной необходимо S умножить на 1,4.

Что касается нагрузок от собственного веса конструкций крыши и ее покрытия, то здесь коэффициент надежности принимается по таблице 7.1 и пункту 8.2.2 [1].

Так, в соответствии с данным пунктом коэффициент надежности для временно распределенных нагрузок принимается:

1,3 — при нормативной нагрузке менее 200 кг/м2;

1,2 — при нормативной нагрузке 200 кг/м2 и более.

6. Суммирование.

Последним этапом производится складывание всех нормативных и расчетных значений по всем нагрузкам с целью получения общих, которые будут использоваться в расчетах.

Примечание: если Вы предполагаете, что по заснеженной кровле будет кто-то лазить, то к перечисленным нагрузкам для надежности Вы можете добавить временную нагрузку от человека. Например, она может равняться 70 кг/м2.

Для того, чтобы узнать нагрузку на стропила или необходимо преобразовать кг/м2 в кг/м. Это производится путем умножения расчетного значения нормативной или расчетной нагрузки на полупролет с каждой стороны. Аналогично собирается нагрузка на доски обрешетки.

Например, стропила лежат с шагом 500 мм, а обрешетины — с шагом 300 мм. Общая расчетная нагрузка на кровлю составляет 200 кг/м2. Тогда нагрузка на стропила будет равна 200*(0,25+0,25) = 100 кг/м, а на доски обрешетки — 200*(0,15+0,15) = 60 кг/м (см. рисунок).

Теперь для наглядности рассмотрим два примера сбора нагрузок на кровлю.

Пример 1. Сбор нагрузок на односкатную монолитную железобетонную кровлю.

Исходные данные.

Район строительства — г. Нижний Новгород.

Конструкция крыши — односкатная.

Угол наклона кровли — 3,43° или 6% (0,3 м — высота крыши; 5 м — длина ската).

Размеры дома — 10х9 м.

Высота дома — 8 м.

Тип местности — коттеджный поселок.

Конструкций, задерживающих снег на крыше, не предусмотрено.

1. Монолитная железобетонная плита — 100 мм.

2. Цементно-песчаная стяжка — 30 мм.

4. Утеплитель — 100 мм.

5. Нижний слой гидроизоляционного ковра.

6. Верхний слой наплавляемого гидроизоляционного ковра.

Сбор нагрузок.

Определим нагрузки, действующие на 1 м2 грузовой площади (кг/м2) кровли.

— монолитная ж/б плита (ρ=2500 кг/м3) толщиной 100 мм

— цементно-песчаная стяжка (ρ=1800 кг/м3) толщиной 30 мм

— пенополистирол (ρ=35 кг/м3) толщиной 100 мм

Примечание: вес паро- и гидроизоляции не учитывается в связи с их малым весом.

Ветровая и снеговая нагрузка на крышу

Крыша – это верхняя конструкция сооружения, которая защищает его от негативного влияния окружающей среды. Крыша подвержена большим нагрузкам от снегового покрова, ветра, дождя, воздействия температурных колебаний. На длительность эксплуатации крыши воздействуют два основных фактора – это ветровая нагрузка и снеговая.

Снеговая нагрузка на крышу

В процессе проектирования, возведения крыши, необходимо учитывать снеговую нагрузку на конструкцию. Определяют показатель воздействия веса снега с учетом природных особенностей места строительства.

Данную информацию устанавливает СНиП, ее можно получить в строительных организациях.

Чтобы определить практическое значение измерения, показатель Па (единица измерения слоя снега, ветровой нагрузки) нужно умножить на 0,102 кг силы на квадратный метр. Таким образом, получаем искомое значение.

Для проектирования несущих конструкций домов, составляют вычисления по предельным состояниям. Данный способ подразумевает расчет разрушающих усилий, от воздействия которых конструкция утрачивает способность противостоять внешним факторам.

Расчеты предельных состояний производят для двух групп. Первая определяет фактор несущей способности, а вторая – приспособленность к эксплуатации. Целью определения данных показателей является предотвращение разрушения конструкции.

Чтобы предотвратить утрату устойчивости формы, производятся вычисления по предельным состояниям первой группы. Показатели напряжения при определенной нагрузке не должны превысить максимально допустимые.

Вторая группа дает возможность уберечь конструкцию от разрушительного воздействия нагрузок, деформаций. Показатель второй группы означает максимально допустимый показатель прогиба, который возникает от нагрузки.

Угол наклона крыши и снеговая нагрузка

Направление ветра, а также уклон конструкции крыши формирует разный покров снега. Показатель снеговой нагрузки, который зависит от угла наклона крыши и направления ветра, обозначают µ.

Слой снегового покрытия, толщина которого превышает средний нормативный показатель, называют снеговым мешком. В местах, где есть угроза возникновения большого слоя снега, устанавливают укрепления из спаренных стропил и обрешетки. Дополнительно ставят подножку из оцинкованной стали.

Слой снега может снижаться, опускаться на свес кровли, это может стать причиной значительного разрушения. Поэтому при расчете размеров свеса, необходимо соблюдать рекомендации по эксплуатации кровельного материала. Например, свес для шиферной кровли должен равняться 10 см.

В ситуации, когда углы наклона скатов увеличиваются, покров снега с конструкции крыши уходит. Поэтому на скатах, углы которых превышают 60 градусов, снегового покрова не остается, коэффициент µ=0.

Метод усреднения дает возможность определить промежуточное значение углов.

Чтобы выбрать сечение стропил, необходимо сделать расчет – нагрузку от веса (Q) умножить на показатель µ.

Ветровая нагрузка

Нагрузка на конструкцию крыши от ветра во время бокового давления воздуха несет столкновение со стеной дома и крышей. Одна часть завихрения потока уходит к фундаменту, вторая – ударяется о свес крыши.

Ветровой поток огибает конек конструкции, захватывает молекулы воздуха и исчезает. Поэтому можно сделать вывод, что существует воздействие трех разных факторов – силы подъема (образуется при воздействии воздуха с подветренной стороны) и двух касательных сил с наветренной стороны. Они могут полностью сорвать, опрокинуть конструкцию.

Чтобы рассчитать ветровую нагрузку (w), которая зависит от высоты над землей (z), необходимо следовать формуле Wр = Wk(z)c. Здесь W – это расчетный показатель давления ветра, k – коэффициент, который учитывает изменения давления ветра, а с – показатель изменения давления сил, он зависит от расположения ската по отношению к подветренной стороне и наветренной.

Чтобы избежать разрушений, нижние концы стропил нужно прикрепить проволочной скруткой к металлическому штырю с насечками.

Если сторона, с которой ожидается сильный ветровой поток, неизвестна, стропила нужно прикрутить по периметру всего дома – через одну по стороне со слабым ветром, каждую ногу – в месте, где сильное воздушное давление.

Существует другой вариант укрепления стропил – в процессе строительства концы проволоки укладываются внутрь чердачного помещения.

Подкосы, диагональные связки и раскосы обеспечивают общую устойчивость конструкции крыши, а использование обрешетки усиливает выносливость стропильной системы.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector