Calculul Sistemului De Căpriori Al Unui Acoperiș Cu Două Fronturi, Precum și Pasul Căpriorilor Acestei Structuri

2024 Autor: Bailey Albertson | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 13:04

Coloana vertebrală fiabilă: calculul sistemului de căpriori cu acoperiș

Un acoperiș cu două ape este format pe baza unui cadru care combină structura elementară și fiabilitatea de neegalat. Însă coloana vertebrală a acoperișului în două pante dreptunghiulare se poate lăuda cu aceste avantaje numai în cazul unei selecții atente a picioarelor de căprior.

Conţinut

• 1 Parametrii sistemului de grindă de acoperiș

  • 1.1 Lungimea raftului

  • 1.2 Secțiunea transversală a picioarelor căpriorului

    1.2.1 Tabel: secțiunea transversală a căpriorilor în funcție de lungime și pas

  • 1.3 Efect variabil asupra sistemului de căpriori

    • 1.3.1 Tabel: Valoarea orientativă a presiunii vântului
    • 1.3.2 Tabel: valoarea coeficientului k

  • 1.4 Sarcini permanente

    1.4.1 Tabel: greutatea materialelor de acoperiș pe 1 m²

  • 1.5 Numărul de bare

• 2 Pasul grinzilor structurii de susținere a acoperișului

  2.1 Tabel: pasul căpriorilor în funcție de lungime și secțiune

• 3 Formule pentru calculul sistemului de căpriori al unui acoperiș cu două ape

  • 3.1 Tabel: dimensiunile nominale ale grosimii și lățimii cherestelei tăiate (mm)

  • 3.2 Exemplu de analiză structurală

    3.2.1 Video: calcul detaliat al sistemului de căpriori

Parametrii sistemului de căpriori cu acoperiș

Merită să începeți calculele dacă înțelegeți că sistemul de căpriori al unui acoperiș cu două fronturi este un complex de triunghiuri, cele mai rigide elemente ale cadrului. Acestea sunt asamblate din plăci, a căror dimensiune joacă un rol special.

Lungimea raftului

Formula a² + b² = c², derivată de Pitagora, va ajuta la determinarea lungimii plăcilor solide pentru sistemul de căpriori

Lungimea căpriorului poate fi găsită cunoscând lățimea casei și înălțimea acoperișului.

Parametrul „a” indică înălțimea și este auto-selectat. Depinde dacă spațiul sub acoperiș va fi rezidențial; are, de asemenea, anumite recomandări dacă este planificat un pod.

În spatele literei „b” se află lățimea clădirii, împărțită în două. Și „c” reprezintă ipotenuza triunghiului, adică lungimea picioarelor de căprior.

Să presupunem că lățimea jumătății casei este de trei metri și se decide ca acoperișul să fie înalt de doi metri. În acest caz, lungimea picioarelor căpriorului va ajunge la 3,6 m (c = √a² + b² = 4 + √9 = √13≈3.6).

Căpriorul de șase metri este cel mai lung, de aceea este potrivit ca picior de căprior

Lungimea maximă a unei bare utilizate ca picior de căprior este de 6 m. Dacă este necesară o scândură durabilă de lungime mai mare, atunci recurg la tehnica de îmbinare - cuie de o piesă de la o altă bară la piciorul de căprior.

Secțiunea transversală a picioarelor de căprior

Pentru diverse elemente ale sistemului de căpriori, există dimensiuni standard:

• 10x10 sau 15x15 cm - pentru bara Mauerlat;
• 10x15 sau 10x20 cm - pentru piciorul de căprior;
• 5x15 sau 5x20 cm - pentru alergare și strut;
• 10x10 sau 10x15 cm - pentru raft;
• 5x10 sau 5x15 cm - pentru pat;
• 2x10, 2,5x15 cm - pentru lăzi.

Grosimea fiecărei părți a structurii de susținere a acoperișului este determinată de sarcina pe care trebuie să o experimenteze

O grindă cu o secțiune de 10x20 cm este ideală pentru crearea unui picior de căprior

Secțiunea transversală a picioarelor căpriorilor unui acoperiș cu două fronturi este afectată de:

• sarcina pe pantele acoperișului;
• tipul de materii prime pentru construcții, deoarece "îmbătrânirea" buștenilor, grinzilor obișnuite și lipite diferă;
• lungimea piciorului căpriorului;
• tipul de lemn din care erau planificate căpriorii;
• lungimea decalajului dintre picioarele căpriorului.

Pasul căpriorului afectează cel mai semnificativ secțiunea transversală a picioarelor căpriorului. O creștere a distanței dintre grinzi implică o presiune crescută asupra structurii de susținere a acoperișului și acest lucru obligă constructorul să utilizeze picioare groase de căprior.

Tabel: secțiunea transversală a căpriorilor în funcție de lungime și pas

Lungimea picioarelor căpriorului (m)	Distanța dintre căpriori (m)	Secțiunea transversală a grinzii sistemului de căpriori (cm)
Mai puțin de 3	1,2	8 × 10
Mai puțin de 3	1.8	9 × 10
3 la 4	unu	8 × 16
3 la 4	1.4	8 × 18
3 la 4	1.8	9 × 18
Până la 6	unu	8 × 20
Până la 6	1.4	10 × 20

Efect variabil asupra sistemului de căpriori

Presiunea pe picioarele căpriorului este constantă și variabilă.

Vântul tinde să se răstoarne sau să ridice acoperișul, deci este important să faceți toate calculele corect

Sarcina variabilă a vântului pe căpriori este determinată de formula W = Wo × kxc, unde W este indicatorul sarcinii vântului, Wo este valoarea sarcinii vântului caracteristică pentru o anumită parte a Rusiei, k este un factor de corecție datorat înălțimea structurii și natura terenului, iar c este coeficientul aerodinamic.

Calculul presiunii vântului pe acoperiș se bazează pe locația casei

Valoarea normativă a presiunii vântului este recunoscută de harta 3 din apendicele 5 din SNiP 2.01.07–85 și de un tabel special. Coeficientul care ia în considerare modificarea presiunii vântului cu înălțimea este, de asemenea, standardizat.

Tabel: valoarea orientativă a presiunii vântului

Zonele de vânt	In absenta	Eu	II	III	IV	V	VI	Vii
Wo, kPa	0,17	0,23	0,30	0,38	0,48	0,60	0,73	0,85
Wo, kg / m²	17	23	treizeci	38	48	60	73	85

Tabel: valoarea coeficientului k

Înălţime	Spatiu deschis	Zona închisă cu case de peste 10 m înălțime	Zone urbane cu clădiri peste 20 m
până la 5m	0,75	0,5	0,4
de la 5 la 10m	1.0	0,65	0,4
de la 10 la 20m	1,25	0,85	0,53

Nu doar terenul afectează sarcina vântului. Zona locuințelor are o mare importanță. În spatele unui perete de clădiri înalte, casa nu este aproape amenințată, dar în spațiu deschis vântul poate deveni un inamic serios pentru ea.

Sarcina de zăpadă pe sistemul de căpriori este calculată utilizând formula S = Sg × µ, adică greutatea masei de zăpadă pe 1 m² este înmulțită cu un factor de corecție, a cărui valoare reflectă gradul de înclinare al acoperișului

Sarcina de zăpadă de pe acoperiș depinde de locul în care se află casa

Factorul de corecție, dacă pantele acoperișului sunt înclinate cu mai puțin de 25 °, este egal cu unul. Și în cazul unei pante de acoperiș de 25-60 °, această cifră este redusă la 0,7.

Sarcini constante

Sarcinile care acționează continuu sunt considerate greutatea tortului de acoperiș, inclusiv învelișul, izolația, filmele și materialele de finisare pentru amenajarea mansardei.

Tortul de acoperiș creează o presiune constantă asupra căpriorilor

Greutatea acoperișului este suma greutății tuturor materialelor utilizate la construcția acoperișului. În medie, este egal cu 40-45 kg / mp. Conform regulilor, 1 m² din sistemul de căpriori nu trebuie să depășească 50 kg din greutatea materialelor de acoperiș.

Tabel: greutatea materialelor de acoperiș pe 1 m²

Tipul de acoperire de acoperiș	Greutate în kg per 1 m2
Pânză de bitum laminat-polimer	4-8
Gresie moale din polimer bituminos	7-8
Ondulin	3-4
Tigla metalica	4-6
Decking, acoperișuri de cusături, foi metalice zincate	4-6
Placi de ciment-nisip	40-50
Placi ceramice	35-40
Ardezie	10-14
Acoperiș din ardezie	40-50
Cupru	8
Acoperiș verde	80-150
Pardoseli aspre	18-20
Leaţ	8-10
Sistemul de căpriori în sine	15–20

Număr de grinzi

Câte căpriori vor fi necesare pentru echiparea cadrului acoperișului gablat este setat prin împărțirea lățimii acoperișului cu un pas între grinzi și adăugarea unuia la valoarea rezultată. Desemnează un căprior suplimentar care va trebui așezat pe marginea acoperișului.

Sistemul de căpriori al unui acoperiș în două ape este o structură formată dintr-un anumit număr de căpriori

Pasul grinzilor structurii de susținere a acoperișului

Pentru a determina distanța dintre grinzile structurii de susținere a acoperișului, ar trebui să acordați o atenție deosebită punctelor precum:

• greutatea materialelor de acoperiș;
• lungimea și grosimea cherestelei - viitorul picior de căprior;
• gradul de înclinare a acoperișului;
• nivelul vântului și al zăpezii.

După 90-100 cm, de obicei se montează căpriori în cazul alegerii unui material ușor de acoperiș

O treaptă de 60-120 cm este considerată normală pentru picioarele de căpriori. Alegerea în favoarea a 60 sau 80 cm se face în cazul construirii unui acoperiș înclinat cu 45˚. Același pas mic ar trebui să fie, dacă se dorește, acoperirea ramei din lemn a acoperișului cu materiale grele, cum ar fi plăci ceramice, ardezie de azbest-ciment și plăci de ciment-nisip.

Tabel: pas de căprior în funcție de lungime și secțiune

Lungimea grinzilor (m)	Distanță între căpriori (m)
	unu	1.4	1.8
	Secțiunea căpriorilor (cm)
Mai puțin de 2,8	4 × 12,5	4 × 17,5	4 × 20
2.8-3.5	4 × 17,5	4 × 20	4 × 22,5
3.5-4.2	4 × 20	4 × 25	5 × 25
4.2-5	4 × 22,5	6 × 25	7,5 × 25
Mai mult de 5	6 × 25	7,5 × 25	10 × 25

Formule pentru calculul sistemului de căpriori al unui acoperiș cu două ape

Calculul sistemului de căpriori se reduce la stabilirea presiunii pe fiecare fascicul și determinarea secțiunii optime.

Când calculați sistemul de grindă a acoperișului, procedați după cum urmează:

1. Conform formulei Qr = AxQ, ei află care este sarcina pe metru liniar a fiecărui picior de căprior. Qr este sarcina distribuită pe metru liniar a piciorului căpriorului, exprimată în kg / m, A este distanța dintre căpriori în metri și Q este sarcina totală în kg / m².
2. Mergeți la definiția secțiunii minime a grinzii de lemn. Pentru aceasta, studiați datele din tabelul introdus în GOST 24454-80 „Cherestea de specii de conifere. Dimensiuni ".
3. Pe baza parametrilor standard, este selectată lățimea secțiunii. Și înălțimea secțiunii este calculată utilizând formula H ≥ 8,6 · Lmax · sqrt (Qr / (B · Rben)), dacă panta acoperișului este α 30 °. H este înălțimea secțiunii în cm, Lmax este secțiunea de lucru a piciorului căpriorului de lungime maximă în metri, Qr este sarcina distribuită pe metru liniar al piciorului căpriorului în kg / m, B este lățimea secțiunii, cm, Rben este rezistența lemnului la îndoire, kg / cm². Dacă materialul este realizat din pin sau molid, atunci Rben poate fi egal cu 140 kg / cm² (1 grad de lemn), 130 kg / cm 2 (2 grade) sau 85 kg / cm 2 (3 grade). Sqrt este rădăcina pătrată.
4. Verificați dacă valoarea deformării este conformă cu standardele. Nu trebuie să fie mai mare decât numărul care se obține prin împărțirea L la 200. L este lungimea secțiunii de lucru. Corespondența valorii de deviere cu raportul L / 200 este fezabilă numai dacă inegalitatea este corectă 3.125 · Qr · (Lmax) ³ / (B · H³) ≤ 1. Qr denotă sarcina distribuită pe metru liniar al piciorului căpriorului (kg / m), Lmax - zona de lucru a piciorului căpriorului lungimea maximă (m), B - lățimea secțiunii (cm) și H - înălțimea secțiunii (cm).
5. Când inegalitatea de mai sus este încălcată, scorurile B și H cresc.

Tabel: dimensiunile nominale ale grosimii și lățimii cherestelei tăiate (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	-

Un exemplu de analiză structurală

Să presupunem că α (unghiul de înclinare al acoperișului) = 36 °, A (distanța dintre căpriori) = 0,8 m și Lmax (secțiunea de lucru a piciorului căpriorului de lungime maximă) = 2,8 m. Se folosește material din pin de primă clasă ca grinzi, ceea ce înseamnă că Rben = 140 kg / cm².

Pentru acoperiș au fost alese țiglă de ciment-nisip și, prin urmare, greutatea acoperișului este de 50 kg / m². Sarcina totală (Q) experimentată de fiecare metru pătrat este de 303 kg / m². Și pentru construcția sistemului de căpriori, se folosesc grinzi cu grosimea de 5 cm.

Prin urmare, urmează următorii pași de calcul:

1. Qr = A · Q = 0,8 · 303 = 242 kg / m - sarcină distribuită pe metru liniar de cherestea de căprior.
2. H ≥ 9,5 Lmax sqrt (Qr / B Rben).
3. H ≥ 9,5 2,8 mp (242/5 140).
4. 3.125 · Qr · (Lmax) ³ / B · H³ ≤ 1.
5. 3,125 · 242 · (2,8) ³ / 5 · (17,5) ³ = 0,61.
6. H ≥ (înălțimea aproximativă a secțiunii de căprior).

În tabelul dimensiunilor standard, trebuie să găsiți înălțimea secțiunii de căprior aproape de indicatorul de 15,6 cm. Un parametru egal cu 17,5 cm este potrivit (cu o lățime a secțiunii de 5 cm).

Această valoare este destul de consistentă cu indicatorul de deviere din documentele de reglementare și acest lucru este dovedit de inegalitatea 3.125 · Qr · (Lmax) ³ / B · H³ ≤ 1. Înlocuind valorile (3.125 · 242 · (2.8) ³ / 5 · (17, 5) ³), rezultă că 0.61 <1. Putem concluziona că secțiunea cherestelei este aleasă corect.

Video: calcul detaliat al sistemului de căpriori

Calculul sistemului de căpriori cu acoperiș cu gablu este un întreg complex de calcule. Pentru ca barele să facă față sarcinii care le-a fost atribuită, constructorul trebuie să determine cu exactitate lungimea, cantitatea și secțiunea transversală a materialului, să afle încărcătura pe acesta și să afle care ar trebui să fie pasul dintre căpriori.