Jak vypočítat krokve: počítáme správně

Povětrnostní podmínky naší země jsou nestálé, takže krokvový systém domu ve výstavbě musí mít dostatečně vysokou spolehlivost a trvanlivost. Tento článek popisuje, jak vypočítat systém krokví a vazníků, různá zatížení na nich a poskytuje příklad takového výpočtu.

Bez ohledu na zvolený tvar budoucí střechy musí být její krokvový systém dostatečně pevný, k čemuž je nutné především správně a správně vypočítat systém vazníků.

Prvořadým úkolem projektanta a architekta není navrhnout vzhled stavby, ale provést kvalitativní výpočet pevnosti plánovaného domu včetně jeho nadkrokevního systému.

Výpočet krokvového systému zahrnuje řadu různých parametrů, mezi které patří:

• hmotnost střešní materiálypoužívá se k pokrytí střechy, například - měkká střecha, ondulin, přírodní dlaždice atd .;
• hmotnost materiálů použitých pro výzdobu interiéru;
• hmotnost konstrukce samotného systému krokví;
• výpočet trámů a krokví;
• vnější vlivy počasí na střechu a další.

V procesu výpočtu příhradového systému je nutné vypočítat následující polohy:

1. Výpočet průřezu krokví;
2. Rozteč krokví, tzn. vzdálenost mezi nimi;
3. Rozpětí systému krokví;
4. Navrhování příhradového vazníku a výběr, které schéma připevnění krokví - vrstvené nebo závěsné - bude použito během výstavby;
5. Analýza únosnosti základů a podpěr;
6. Výpočet takových dodatečných prvků, jako jsou obláčky, které spojují konstrukci krokví a zabraňují jí „jízda“ a výztuhy, které umožňují „vykládání“ krokví.

Při použití typického projektu není třeba přemýšlet o tom, jak vypočítat systém vazníků, protože všechny výpočty již byly dokončeny. V případě výstavby podle individuálního projektu by měly být všechny potřebné výpočty provedeny předem.

Studie zastřešení svépomocí a výpočty by měl být odborník s dostatečnou kvalifikací a s potřebnými znalostmi a dovednostmi.

Požadavky na konstrukční prvky krokví

Pro výrobu konstrukčních prvků krokví se používá jehličnaté dřevo, jehož vlhkost by neměla přesáhnout 20%.

moderní střešní dřevěný materiál předem ošetřené speciálními ochrannými přípravky. Parametry, jako je tloušťka krokví, se volí v souladu s výpočty diskutovanými níže.

Zatížení, která ovlivňují konstrukci krokví a v souvislosti s nimiž může být nutné posílit systém vazníků, podle doby trvání nárazu, se dělí do dvou kategorií: dočasné a trvalé:

1. Stálá zatížení zahrnují zatížení vytvořená vlastní hmotností konstrukce krokví, hmotností materiálů pro střešní krytinu, laťování, tepelné izolace a materiálů použitých při dokončení stropu. Jsou přímo ovlivněny velikostí krokví;
2. Živá zatížení lze také rozdělit na krátkodobá, dlouhodobá a speciální. Krátkodobá zatížení zahrnují hmotnost pokrývačských pracovníků a hmotnost nástrojů a zařízení, které používají. Krátkodobá zatížení navíc zahrnují zatížení střechy větrem a sněhem. Mezi zvláštní zatížení patří spíše méně časté akce, jako jsou zemětřesení.

Pro výpočet soustavy vazníků pomocí mezních stavů těchto skupin zatížení je nutné vzít v úvahu jejich nejnepříznivější kombinaci.

Výpočet zatížení sněhem

Nejúplnější vypočtená hodnota zatížení sněhovou pokrývkou se vypočítá pomocí vzorce:

S=Sg*u

• kde Sg je vypočtená hodnota hmotnosti sněhové pokrývky na 1 m převzatá z tabulky² vodorovný zemský povrch;
• µ je koeficient, který určuje přechod od hmotnosti sněhové pokrývky na zemi k zatížení sněhem na střešní krytině.

Hodnota součinitele µ se volí v závislosti na úhlu sklonu sklonů střechy:

µ=1, pokud úhly sklonu střechy nepřesahují 25°.

µ=0,7 v případě, kdy jsou úhly sklonu svahů v rozmezí 25-60°.

Důležité: pokud sklon sklonu střechy překročí 60 stupňů, hodnota zatížení sněhové pokrývky se při výpočtu systému krokví nebere v úvahu.

Výpočet zatížení větrem

Pro výpočet návrhové hodnoty průměrného zatížení větrem v určité výšce nad úrovní terénu se používá následující vzorec:

W=Wo*k

Kde Wo je hodnota zatížení větrem stanovená normami, převzatá z tabulky podle oblasti větru;

k - s přihlédnutím ke změně tlaku větru v závislosti na výšce, koeficient vybraný z tabulky v závislosti na oblasti, ve které se stavba provádí:

1. Sloupec "A" označuje hodnoty koeficientu pro takové oblasti, jako jsou otevřená pobřeží nádrží, jezer a moří, tundra, stepi, lesní stepi a pouště;
2. Sloupec "B" obsahuje hodnoty pro městské oblasti, zalesněné oblasti a další oblasti rovnoměrně pokryté překážkami, které jsou vyšší než 10 metrů.

Důležité: typ terénu při výpočtu zatížení střechy větrem se může lišit v závislosti na směru větru použitém při výpočtu.

Výpočet řezů krokví a dalších prvků systému krokví

Průřez krokví závisí na následujících parametrech:

• Délka nohou krokví;
• Krok, se kterým jsou instalovány krokve rámového domu;
• Odhadovaná hodnota různých zatížení v dané oblasti.

Údaje uvedené v tabulce nejsou úplným výpočtem systému krokví, doporučují se pouze pro použití při výpočtech, kdy budou prováděny nadkrokevní práce u jednoduchých střešních konstrukcí.

Hodnoty uvedené v tabulce odpovídají maximálnímu možnému zatížení systému krokví pro Moskevskou oblast.

U krokvového systému udáváme velikost ostatních konstrukčních prvků krokví:

• Mauerlat: tyče o průřezu 150x150, 150x100 nebo 100x100 mm;
• Diagonální údolí a nohy: tyče o průřezu 200x100 mm;
• Vedení: tyče o průřezu 200x100, 150x100 nebo 100x100 mm;
• Puffs: tyče o průřezu 150x50 mm;
• Příčníky sloužící jako podpěry pro regály: tyče o průřezu 200x100 nebo 150x100 mm;
• Regály: tyče o průřezu 150x150 nebo 100x100 mm;
• Desky římsového boxu, vzpěry a klisny: tyče o průřezu 150x50 mm;
• Lemování a čelní desky: řez (22-25) x (100-150) mm.

Příklad výpočtu krokvového systému

Uvádíme konkrétní příklad výpočtu krokvového systému. Jako počáteční údaje bereme následující:

• návrhové zatížení střechy je 317 kg/m²;
• standardní zatížení je 242 kg/m²;
• úhel sklonu svahů je 30º;
• délka rozpětí v horizontálních projekcích je 4,5 metru, zatímco L₁ = 3 m, L₂ = 1,5 m;
• Krok montáže krokví je 0,8 m.

Příčníky jsou připevněny k nohám krokví pomocí šroubů, aby se zabránilo „obroušení“ jeho konců hřebíky. V tomto ohledu je hodnota odolnosti v ohybu druhého stupně zeslabeného dřevěného materiálu 0,8.

R_izg\u003d 0,8x130 \u003d 104 kg / cm².

Přímý výpočet systému krokví:

• Výpočet zatížení působícího na jeden metr lineární délky krokve:

q_R=Q_R x b \u003d 317 x 0,8 \u003d 254 kg/m

q_n=Q_n x b \u003d 242 x 0,8 \u003d 194 kg/m

• Pokud sklon střechy nepřesahuje 30 stupňů, krokve se počítají jako ohýbací prvky.

Podle toho se vypočítá maximální ohybový moment:

M = -q_Rx(L₁³ + L₂³) / 8x (L₁+L₂) = -254 x (3³+1,5³) / 8 x (3 + 1,5) \u003d -215 kg x m \u003d -21500 kg x cm

Poznámka: Znaménko mínus znamená, že směr ohybu je opačný než působící zatížení.

• Dále se vypočítá požadovaný požadovaný moment odporu proti ohybu pro krokvové rameno:

W=M/R_izg = 21500/104 = 207 cm³

• Pro výrobu krokví se obvykle používají desky, jejichž tloušťka je 50 mm. Vezměte šířku krokve rovnou standardní hodnotě, tzn. b = 5 cm.

Výška krokví se vypočítá pomocí požadovaného momentu odporu:

h \u003d √ (6xŠ / b) \u003d √ (6x207 / 5) \u003d √249 \u003d 16 cm

• Byly získány následující rozměry krokve: sekce b \u003d 5 cm, výška h \u003d 16 cm. S ohledem na rozměry řeziva podle GOST vybereme nejbližší velikost, která vyhovuje těmto parametrům: 175x50 mm.
• Výsledná hodnota průřezu krokví se kontroluje na průhyb v rozpětí: L₁\u003d 300 cm. Prvním krokem je výpočet krokve daného úseku v okamžiku setrvačnosti:

J=bh³/12 = 5×17,5³/12 = 2233 cm³

Dále se vypočítá průhyb v souladu s normami:

F_ani = L/200 = 300/200 = 1,5 cm

Nakonec je třeba vypočítat průhyb pod vlivem standardních zatížení v tomto rozpětí:

f = 5 x q_n x L⁴ / 384 x E x J = 5 x 1,94 x 300⁴ / 384 x 100 000 x 2233 = 1 cm

Hodnota vypočteného průhybu 1 cm je menší než hodnota standardního průhybu 1,5 cm, proto je pro konstrukci tohoto krokvového systému vhodný dříve zvolený řez prken (175x50 mm).

• Vypočítáme sílu působící svisle při sbíhání nohy krokve a vzpěry:

N = q_R x L/2 + M x L/(L₁xL₂) = 254 x 4,5 / 2 – 215 x 4,5 / (3 x 1,5) = 357 kg

Toto úsilí se pak rozkládá na:

• osa krokve S \u003d N x (cos b) / (sing g) \u003d 357 x cos 49 ° / sin 79 ° \u003d 239 kg;
• osa vzpěry P \u003d N x (cos m) / (sin g) \u003d 357 x cos 30 ° / sin 79 ° \u003d 315 kg.

kde b = 49°, g = 79°, m = 30°. Tyto úhly jsou obvykle nastaveny předem nebo vypočteny pomocí schématu budoucí střechy.

V souvislosti s malými zatíženími je nutné konstruktivně přistoupit k výpočtu průřezu vzpěry a zkontrolovat její průřez.

Pokud je jako vzpěra použita deska, jejíž tloušťka je 5 cm a výška 10 cm (celková plocha je 50 cm²), pak se kompresní zatížení, které může odolat, vypočítá podle vzorce:

V \u003d F x Rszh \u003d 50 cm² x 130 kg / cm² \u003d 6500 kg

Získaná hodnota je téměř 20x vyšší než požadovaná hodnota, která je 315 kg. Navzdory tomu nedojde ke zmenšení průřezu vzpěry.

Navíc, aby nedošlo k jejímu převrácení, budou k ní oboustranně přišity tyče, jejichž průřez je 5x5 cm.Tento křížový úsek zvýší tuhost vzpěry.

• Dále vypočítáme tah vnímaný potáhnutím:

V \u003d S x cos m \u003d 239 x 0,866 \u003d 207 kg

Tloušťka příčníku je nastavena libovolně, b = 2,5 cm Na základě vypočtené pevnosti dřeva v tahu rovna 70 kg / cm², vypočítejte požadovanou hodnotu výšky sekce (h):

h \u003d H / b x R_závody \u003d 207 / 2,5x70 \u003d 2 cm

Průřez zápasu dostal poměrně malé rozměry 2x2,5 cm Předpokládejme, že bude vyroben z desek o velikosti 100x25 mm a upevněn šrouby o průměru 1,4 cm.Pro výpočet je nutné použít vzorce používané při výpočtu šroubů pro smyk.

Poté se bere hodnota pracovní délky tetřeva (šroub, jehož průměr přesahuje 8 mm) v závislosti na tloušťce desky.

Výpočet únosnosti jednoho šroubu se provádí následovně:

T_ch = 80 x d_ch x a \u003d 80x1,4x2,5 \u003d 280 kg

Upevnění skrumáže vyžaduje instalaci jednoho šroubu (207/280).

Aby se zabránilo rozdrcení dřevěného materiálu v místě šroubového upevnění, počet šroubů se vypočítá podle vzorce:

T_ch = 25 x d_ch x a \u003d 25x1,4x2,5 \u003d 87,5 kg

V souladu se získanou hodnotou bude upevnění potěru vyžadovat tři šrouby (207/87,5).

Důležité: tloušťka stahovací desky, která je 2,5 cm, je zvolena pro demonstraci výpočtu šroubů. V praxi, aby bylo možné použít stejné díly, tloušťka nebo úsek utažení obvykle odpovídá parametrům krokví.

• Nakonec je třeba přepočítat zatížení všech konstrukcí a změnit odhadovanou vlastní hmotnost na vypočítanou. K tomu se pomocí geometrických charakteristik prvků systému krokví vypočítá celkový objem řeziva potřebného pro instalaci systému krokví.

Tento objem se vynásobí hmotností dřeva, hmotnost 1 m³ což je přibližně 500-550 kg. V závislosti na ploše střechy a sklonu krokví se vypočítá hmotnost, která se měří v kg / m².

Krokvový systém poskytuje především spolehlivost a pevnost montované střechy, proto by jeho výpočet, stejně jako různé související výpočty (například výpočet krokví a trámů) měly být prováděny kompetentně a pečlivě, aniž by bylo nutné provést sebemenší chyba.

Provádění takových výpočtů se doporučuje svěřit odborníkům s potřebnými zkušenostmi a odpovídající kvalifikací.

Pomohl vám článek?