Конструктивные особенности и расчет ломаной крыши

При конкретной трудности строительства ломаной кровли, она считается особенно распространеной среди приватных застройщиков. Система ломаной кровли дает возможность оборудовать помещение чердака, подходящее чтобы жить не зависимо от времени года.

Отличительные характеристики устройства ломаной кровли

Ломаная кровля собой представляет обыкновенную двухскатную кровлю, каждый скат какой имеет конкретный излом. Благодаря этому излома, кол-во скатов становится больше и кровлю можно называть четырехскатной. Подобная конструкция дает возможность выиграшно обставить и сделать больше площадь мансардного пространства, которое можно оснастить под мансарду.

Устройство ломаной кровли отличается непременным присутствием нижних и верхних стропилин. Нижние стропилины, в большинстве случаев, располагают под более крутым углом, чем верхние стропилины. Подобное размещение стропилин, дает возможность достигнуть минимально нужной потолочной высоты в мансардном помещении. Нижние стропилины, очень часто, ставят под угол больше или равным 60°. Верхние стропилины ставят, приблизительно, под угол 30°.

Также, если нижние стропилины имеют угол больше 60°, то в расчетах системы стропил, значением снеговой нагрузки не берут в учет ввиду ее отсутствия!

При сооружении ломаной кровли, особенно разумная ширина формирует 5-6 метров. Данное значение, дает возможность оборудовать мансарду без применения трудоёмких, добавочных систем. Не обращая внимания на видимую громоздкость и трудность системы, данную кровлю, как правило может быть, сделать своими руками. Достаточно владеть знаниями и определёнными навыками.

В конструкции ломаной кровли, помимо самих стропилин, предполагают присутствие стоек, затяжек, подкосов, подвесок и т.п. Размер сечения этих компонентов делается знаменитым при расчитывании системы стропил ломаной кровли.

Основы расчета площади и системы стропил ломаной кровли

Расчет системы ломаной кровли условно можно разбить на следующие стадии:

• расчет площади покрытия для кровли;
• расчет несущей способности компонентов системы стропил.

Прежде чем высчитать площадь ломаной кровли, нужно померять ширину и длину каждого кровельного ската. Путем обычного умножения длины на ширину, мы получаем искомую площадь кровельного ската. Суммируя площади всех скатов, находят общую площадь всей кровли. Зная стандартные размеры покрытия для кровли, величину его свеса и нахлеста, можно очень легко сосчитать нужное кол-во материала. А вот для расчета несущей способности стропилин, нужно будет воспользоваться приведенной методикой ниже.

Прежде чем высчитать ломаную кровлю, нужно скачать файл Расчет системы стропил [648,09 Kb] (cкачиваний: 1843). Карты ветровых и снеговых нагрузок, какие потребуются при расчитывании, также размещены в этом файле.

Как пример, возьмём коробку дома с размерами 10×10 м. Высота коробки 3 м. Высота кровли от балок перекрытия до конька формирует 4,93 м. Воспользуемся примерной схемой с пропорциями.

При эксплуатации таких пропорций, углы нижних и верхних скатов, создают около 60° и 30° естественно. Если угол уклона нижнего ската приблизительно равён или больше 60°, то снеговая нагрузка отсутствует и не предусматривается при расчитывании сечения нижних стропилин. Тут высота локации излома принята равной 3.1 м. Такого рода величина высоты дает возможность, в конечном счете, получить высоту чистового чердачного потолка в районе 2.5 м, с учитыванием его вероятной облицовки гипсокартонными листами. Вынесение балок перекрытия формирует в среднем 400-500 мм и подчиняется от желания застройщика. В нашем примере возьмём величину вынесения равным 500 мм.

Процедуру расчета для удобства сознания поделим на следующие стадии:

1. Нужно определить ветровую нагрузку, влияющую на кровлю. Воспользуемся картой ветровых нагрузок, которую можно скачать из файла выше.

   

   По карте нужно подобрать номер региона, в каком будет строиться дом, и найти значение ветрового давления по преданию, разместившейся снизу слева.

   Подобранное значение ветрового давления, нужно помножить на поправочный показатель k, какой подчиняется от высоты строения и от типа территории.

   

   Тут стоить учесть, что дом может размещаться на городской территории, но выстроен подле моря или озера. В этом варианте принимают значение из столба «А».

   Возможно, что мы возводим дом в Тюмени. Она находится в первом ветровом регионе. Высота дома формирует 7,93 метра и, представим, что он будет строиться в населенном пункте. Подбираем поправочный показатель k равный 0,65. Для нашего примера ветровая нагрузка будет составлять: 24×0,65=15,6 килограмм/м2.

2. Находим снеговую нагрузку, существующую на кровлю. Сейчас воспользуемся картой снеговых нагрузок.

   

   Находим регион, в каком будет строиться дом и из таблицы ниже, выписываем снеговую нагрузку, которая подходит данному региону.

   

   Если город находится на границе регионов, то нужно подбирать большее значение. Полученное значение снеговой нагрузки, поправляют при помощи поправочного коэффициента, какой подчиняется от угла наклона скатов кровли. Мы этого делать не будем, потому что программа все выполнит самостоятельно.

   В нашем примере дом выстраивается в Тюмени – это 3-ий снеговой регион, и поэтому принимаем нагрузку 180 килограмм/м2.

3. Дальше нужно открыть, скачанный файл «Расчет системы стропил». Расчетная программа является таблицей , сделанную в Excel. После ее пуска мы попадаем на вкладку «Нагрузки». Тут нам нужно внести отдельные изменения в ячейки, залитые небесным цветом. Расчет совершается автоматично.

   

   Начнем вводить наши данные в таблицу. Делать мы это будем два раза, потому что верхний и верхний скат кровли имеют разные углы уклонов и разные снеговые нагрузки.
4. В таблице «Данные» вводим угол наклона (в нашем примере это будут углы 30° и 60°);
5. Изменяем шаг стропилин. Для нашего примера, шаг стропилин примем равным 0,6 метра;
6. В строку «Нагр. крыши» записывают собственный вес покрытия для кровли. Его значения подбирают из таблицы:



Для нашего примера возьмём металлическую черепицу. Вес формирует 5 килограмм/м2.

• В строку «Снег (район)» нужно включить сумму ветровых и снеговых нагрузок. Для расчета обрешетки нижнего кровельного ската, снеговую нагрузку предусматривать не будем, потому что угол уклона формирует 60°. Значит, запишем только ветровую нагрузку равную 15,6 килограмм/м2. А для расчета верхнего ската, угол которого формирует 30°, предусматриваем снеговую нагрузку. Другими словами 15,6+180=195,6 килограмм/м2;
• Строку «Теплоизоляция (манс.)» оставляем без перемен, потому что у нас материал для теплоизоляции будет проложен между стропилин. На случай благоустройства прохладного чердака – принимаем данное значение равное нулю;
• В таблицу «Каркасная рама» записываем размеры и шаг каркаса. В нашем случае каркасная рама создается под металлическую черепицу с шажком равным 0,35 м. Ширину возьмём 10 см, а высоту 2,5 см.

Нагрузки от авторитета обрешетки и стропилин программа считает автоматично.

Вот что у нас вышло для нижнего кровельного ската:



Сейчас вводим данные для верхнего кровельного ската и видим следующий эффект:



В 2-ух вариациях нам отобразилась надпись «Несущая способность обрешетки обеспечена!». Это означает, что размеры и шаг каркаса подобраны правильно. Больше в данной таблице мы ничего не трогаем и не изменяем. Если, например, повысить шаг стропилин, то несущая способность обрешетки может уже не обеспечиваться. В этом варианте, выбирают бо#180;льшие размеры обрешетки или убавляют ее шаг.

7. Переходим на вкладку «Строп.1», в какой рассчитывают сечение стропилин с 2-мя точками опоры.
8. Тут нам нужно, на схеме стропилины, поменять длину в горизонтальном направлении проекции балки нижнего ската (ячейка залита небесным цветом). В нашем случае длина будет составлять 1.83 м;
9. В таблице «Расчет стропилин» значение в ячейке «В установленное» нужно поменять на подобранное нами. Принимаем его равным 5 см. Эта величина абсолютно всегда обязана быть больше указанной «Втр (устойч.)»;
10. Дальше в строку «Н (по сорт-ту)» нужно прибавить в сантиметрах ширину стропилины. Эта величина абсолютно всегда обязана быть больше значений величин в строках «Нтр (прочн.)» и «Нтр (прогиб)». Если данное условие выполняется, то увидим три надписи «Требование сделано!». В строке «Н (по сорт-ту)» расположен значение, которое рекомендует нам программа. Подбираем это значение или ближайшее наибольшее, которое доступно на рынке стройматериалов.

Вот что у нас вышло:



Чтобы соблюдались требования надежности, балки нижнего ската должны иметь сечение 5×10 см. Выписываем значение отвесной силы (потребуется для последующих расчетов). Оно расположено подле отвесной красной стрелки. Обозначим ее Q1 и запишем ее значение Q1=174.52 килограмм.

11. Переходим во вкладку «Арка», на какой будем выбирать сечение для верхних балок. Тут нужно показать высоту h0, какая в нашем примере формирует 11#247;6=1.83 м. Угол наклона для верхних стропилин поменялся и мы вводим сейчас 30°. Длина L считается длиной в горизонтальном направлении проекции верхних балок. Ее величина формирует 7.34 м. Сейчас, по аналогичности со стропилинами нижнего ската, показываем ширину балок 5 см, а высоту берем равной или больше в сравнении со строкой «Н (по сорт-ту)». Для нашего случая подходят балки сечением 5×20 см.

    

    Также нужно выписать значение отвесной реакции. Она обозначена красной стрелкой вверх. Для нашего случая Q=699.98 килограмм.

12. На вкладке «Стойка» нужно поменять данные для значений отвесной нагрузки, изгибающего момента и высоты стойки.
13. Чтоб узнать, какая сконцентрированная отвесная нагрузка подается на балки через стойки, просуммируем раньше выписанные силы Q и Q1. N=Q+Q1=699.98+174.52=874.5 килограмм. В ячейку «N» нужно записать данное значение в тоннах, другими словами 0.8745 т., при этом округление случится автоматично;
14. Высоту стойки вводим в ячейку «L». Для нашего примера – это 317 см;
15. Вводим размеры нашего сечения 5×10 см и видим, что требование не создается. Значит, сечение нужно повысить, и подбираем 5×15 см. Сейчас видим надписи «Главное обеспечено!» и «Внецентр. обеспечено!». Все выбрано правильно.



16. На вкладке «Балка» выберем сечение для балок перекрытия от распределенных и сконцентрированных нагрузок. В нашем случае балка закрывает два пролета одинаковой ширины по 5 м. Для расчета сечений затяжек (ригелей) также воспользуемся этой вкладкой.
17. В таблице «Распределенная нагрузка» меняем значение шага стропилин и пролета балок естественно на 0.6 м и 5 м;
18. Изменяем значения «Нагр. (норм.)»=350 килограмм/м2 и «Нагр. (расч.)»=450 килограмм/м2. Величина этих нагрузок усредненная, и взята по СНиПу с прекрасным запасом надежности. В них предусматривается собственный вес перекрытий и нагрузка при эксплуатации (мебель, люди и т.п.);
19. Для расчета сечений затяжек (ригелей) принимаем значения для этих нагрузок «Нагр. (норм.)» и «Нагр. (расч.)» равным 150 килограмм/м2, ввиду отсутствия на них эксплуатационных нагрузок;
20. В строке «В (установленная)» записываем нашу ширину сечения балок — 10 см;
21. В строках «Н (крепость)» и «Н (прогиб)» подбираем большее значение сечения;



22. Дальше вводим данные в таблицы «Сконцентрированная нагрузка» и «Распредел. +сосредоточ.». В две таблицы нужно внести значения нашего пролета — 5 м;
23. В таблицу «Сконцентрированная нагрузка» для «Нагр. (норм.)» и «Нагр. (расч.)» записываем значение нагрузки на стойку N=874.5 килограмм/м2;
24. В две таблицы в строку «В (установленная)» запишем нашу ширину сечения балки — 10 см;
25. Из таблицы «Распредел. +сосредоточ.» подбираем высоту сечения балки, смотря на большее значение. Для нашей кровли балки перекрытия будут иметь размер 10×30 см;
26. Чтоб высчитать сечение балок для затяжек, в таблице «Распределенная нагрузка», поменяем значение в ячейке «В (установленная)» на 5 см. Подбираем подобающую высоту для балки. Из изображения заметно, что размеры сечения затянутых балок будут составлять 5×20 см.

На этом расчет системы стропил ломаной кровли окончен.

Как заметно, сооружение и расчет ломаной кровли – очень хлопотный процесс, который с избытком возмещается превосходством увеличения жилищного пространства.