Основним елементом даху, що сприймає і протистояли всім видам навантажень, є кроквяна система. Тому для того щоб ваша дах надійно протистояла всім впливів навколишнього середовища, дуже важливо зробити правильний розрахунок кроквяної системи.
Для самостійного розрахунку характеристик матеріалів, необхідних для монтажу кроквяної системи, я привожу спрощені формули розрахунку. Спрощення зроблені в бік збільшення міцності конструкції. Це викличе деяке збільшення витрати пиломатеріалів, проте на невеликих дахах індивідуальних будівель воно буде несуттєвим. Даними формулами можна користуватися при розрахунку двоскатних горищних і мансардних, а також односхилих дахів.
На основі наведеної нижче методики розрахунку, програміст Андрій Мутовкін (візитка Андрія - мутовкін.рф) для власних потреб розробив Програму розрахунку кроквяної системи. На моє прохання він великодушно дозволив розмістити її на сайті. Завантажити програму можна тут.
Для розрахунку кроквяної системи, перш за все, необхідно обчислити всі навантаження, що діють на дах.
I. Навантаження, що діють на дах.
На кроквяну систему, крім перерахованих вище, також діють навантаження від елементів даху:
4. Вага чорнового настилу і обрешітки.
5. Вага утеплювача (в разі утепленій мансарди).
6. Вага самої кроквяної системи.
Розглянемо всі ці навантаження докладніше.
1. Снігові навантаження.
Для розрахунку снігового навантаження скористаємося формулою:
де,
S - шукана величина снігового навантаження, кг / м²
μ - коефіцієнт, що залежить від ухилу даху.
Sg - нормативна снігове навантаження, кг / м².
μ - коефіцієнт, що залежить від ухилу даху # 945 ;. Безрозмірна величина.
ухил даху # 945; - (альфа) виражається в градусах.
Приблизно визначити кут нахилу даху # 945; можна по результату ділення висоти Н на половину прольоту - L.
Результати зведені в таблицю:
Таблиця 1. Визначення кута нахилу даху.
C - аеродинамічний коефіцієнт,
який в залежності від конфігурації будівлі і даху може приймати значення від мінус 1,8 (дах піднімається) до плюс 0,8 (вітер тисне на дах). Так як розрахунок у нас - спрощений в бік збільшення міцності, то значення C приймаємо рівним 0,8.
При будівництві даху необхідно пам'ятати, що вітрові сили, які прагнуть підняти або зірвати дах, можуть досягати значних величин, і, тому, низ кожної кроквяної ноги необхідно гарненько прикріплювати до стін або до сволока.
Робиться це будь-якими способами, наприклад, за допомогою відпаленого (для м'якості) сталевий дротом діаметром 5 - 6 мм. Цією дротом кожна кроквяна нога прикручуються до сволока або до вушках плит перекриття. Очевидно, що чим дах важче, тим краще!
Визначити середню вітрове навантаження на дах одноповерхового будинку c висотою коника від землі - 6м. кутом ухилу # 945; = 36 ° в селі Бабенки Іванівській обл. РФ.
По карті 3 додатка 5 в «СНиП 2.01.07-85» знаходимо, що Івановська область відноситься до другого вітрового району Wo = 30 кг / м²
Так як всі будови в селищі нижче 10м. коефіцієнт K = 1.0
Значення аеродинамічного коефіцієнта C приймаємо рівним 0,8
нормативне значення середньої складової вітрового навантаження Wm = 30 · 1,0 · 0,8 = 24кг / м².
Для інформації: якщо вітер дме в торець даної даху, то на її край діє піднімає (зриваються) сила до 33,6кг / м²
Різні види покрівлі мають наступну вагу:
1. Шифер 10 - 15 кг / м²;
2. Ондулін (бітумний шифер) 4 - 6 кг / м²;
3. Керамічна черепиця 35 - 50кг / м²;
4. Цементно-піщана черепиця 40 - 50 кг / м²;
5. Бітумна черепиця 8 - 12 кг / м²;
6. Металочерепиця 4 - 5 кг / м²;
7. Профнастил 4 - 5 кг / м²;
4. Вага чорнового настилу, обрешітки і кроквяної системи.
Вага чорнового настилу 18 - 20 кг / м²;
Вага обрешітки 8 - 10 кг / м²;
Вага власне кроквяної системи 15 - 20 кг / м²;
При розрахунку остаточної навантаження на кроквяну систему, всі перераховані вище навантаження підсумовуються.
А тепер відкрию вам маленький секрет. Продавці деяких видів покрівельних матеріалів в якості одного з позитивних властивостей відзначають їх легкість, що за їхніми запевненнями, приведе до значної економії пиломатеріалів при виготовленні кроквяної системи.
Заперечуючи дану затвердження наведу такий приклад.
Розрахунок навантаження на кроквяну систему при використанні різних покрівельних матеріалів.
Порахуємо навантаження на кроквяну систему при використанні найважчого (Цементно-піщана черепиця
50 кг / м²) і найлегшого (Металочерепиця 5 кг / м²) покрівельного матеріалу для нашого будиночка в селі Бабенки Іванівській обл. РФ.
Цементно-піщана черепиця:
Снігові навантаження - 189кг / м²
Вітрові навантаження - 24кг / м²
Вага покрівлі - 50 кг / м²
Вага обрешітки - 20 кг / м²
Вага самої кроквяної системи - 20 кг / м²
Разом - 303 кг / м²
Металочерепиця:
Снігові навантаження - 189кг / м²
Вітрові навантаження - 24кг / м²
Вага покрівлі - 5 кг / м²
Вага обрешітки - 20 кг / м²
Вага самої кроквяної системи - 20 кг / м²
Разом - 258 кг / м²
Очевидно, що наявна різниця в розрахункових навантаженнях (всього близько 15%) не зможе привести до будь-якої відчутної економії пиломатеріалів.
Отже, з розрахунком сумарного навантаження Q. діючої на квадратний метр даху ми розібралися!
Особливо звертаю вашу увагу: при розрахунках уважно стежте за розмірністю.
II. Розрахунок кроквяної системи.
Кроквяна система складається з окремих крокв (кроквяних ніг), тому розрахунок зводиться до визначення навантаження на кожну кроквяну ногу окремо і розрахунку перетину окремої кроквяної ноги.
1. Знаходимо розподілене навантаження на погонний метр кожної кроквяної ноги.
де
Qr - розподілене навантаження на погонний метр кроквяної ноги - кг / м,
A - відстань між кроквами (крок крокв) - м,
Q - сумарне навантаження, що діє на квадратний метр даху - кг / м².
2. Визначаємо в крокви робочу ділянку максимальної довжини Lmax.
Робоча ділянка крокви максимальної довжини.
3. Розраховуємо мінімальний переріз матеріалу кроквяної ноги.
При виборі матеріалу для крокв керуємося таблицею стандартних розмірів пиломатеріалів (ГОСТ 24454-80 Пиломатеріали хвойних порід. Розміри), які зведені в Таблицю 4.
Таблиця 4. Номінальні розміри товщини і ширини, мм
Товщина дошки -
ширина перетину (В)
Ширина дошки - висота перетину (Н)
А. Розраховуємо перетин кроквяної ноги.
Задаємо довільно ширину перетину відповідно зі стандартними розмірами, а висоту перерізу визначаємо за формулою:
H ≥ 8,6 · Lmax · sqrt (Qr / (B · Rізг)), якщо ухил даху # 945; 30 °.
H - висота перетину см,
Lmax - робочий ділянку кроквяної ноги максимальної довжини м,
Qr - розподілене навантаження на погонний метр кроквяної ноги - кг / м,
B - ширина перетину см,
Rізг - опір деревини на вигин, кг / см².
Для сосни і ялини Rізг дорівнює:
1 сорт - 140 кг / см²;
2 сорт - 130 кг / см²;
3 сорт - 85 кг / см²;
sqrt - квадратний корінь
Б. Перевіряємо, чи вкладається величина прогину в норматив.
Критичний прогин матеріалу під навантаженням для всіх елементів даху не повинен перевищувати величини L / 200. Де, L - довжина робочої ділянки.
Ця умова виконується при вірності наступного нерівності:
3,125 · Qr · (Lmax) ³ / (B · H³) ≤ 1
де,
Qr - розподілене навантаження на погонний метр кроквяної ноги - кг / м,
Lmax - робочий ділянку кроквяної ноги максимальної довжини м,
B - ширина перетину см,
H - висота перетину см.
Якщо нерівність не дотримується, то збільшуємо B або H.
Приклад. Розрахувати перетин крокв в будиночку в селі Бабенки Іванівській обл. РФ.
Умова:
Кут нахилу даху # 945; = 36 °;
Крок крокв A = 0,8 м;
Робоча ділянка кроквяної ноги максимальної довжини Lmax = 2,8 м;
Матеріал - сосна 1 сорт (Rізг = 140 кг / см²);
Покрівля - цементно-піщана черепиця (Вага покрівлі - 50 кг / м²).
Як було підраховано раніше. сумарне навантаження, що діє на квадратний метр даху дорівнює Q = 303 кг / м².
1. Знаходимо розподілене навантаження на погонний метр кожної кроквяної ноги Qr = A · Q;
Qr = 0,8 · 303 = 242 кг / м;
2. Виберемо товщину дошки для крокв - 5 см.
Розрахуємо перетин кроквяної ноги при ширині перетину 5см.
Тоді, H ≥ 9,5 · Lmax · sqrt (Qr / B · Rізг). так як ухил даху # 945;> 30 °:
H ≥ 9,5 · 2,8 · sqrt (242/5 · 140)
H ≥15,6 см;
З таблиці стандартних розмірів пиломатеріалів вибираємо дошку з найближчим перетином:
ширина - 5 см, висота - 17,5 см.
3. Перевіряємо, чи вкладається величина прогину в норматив. Для цього необхідно дотримуватися нерівність:
3,125 · Qr · (Lmax) ³ / B · H³ ≤ 1
Підставляючи значення, маємо: 3,125 · 242 · (2,8) ³ / 5 · (17,5) ³ = 0,61
значення 0,61
Будь ласка, поділіться цією статтею з друзями!