Расчет стропила на прогиб калькулятор: Расчет деревянных стропил крыши

Разное / 02.08.1981 / alexxlab / 0

Содержание

Расчет стропильной системы своими руками

Вы можете себе представить человека без костей? Точно так же скатная крыша без стропильной системы больше похожа на строение из сказки про трех поросят, которую запросто сметет природной стихией. Крепкая и надежная система стропил – залог долговечности конструкции крыши. Чтобы качественно сконструировать систему стропил, необходимо выявить и рассчитать параметры, влияющие на прочность предполагаемой конструкции.

Например, необходимо принять во внимание изгибы крыши, уклон скатов, аэродинамические коэффициенты, коэффициенты на неравномерное распределение снега по поверхности, силы воздействия на конструктивные элементы крыши и так далее. Рассчитать все это максимально приближенно к реальной ситуации, а также учесть все нагрузки и искусно собрать их сочетания – задача не из легких.

Если хотите разобраться досконально – список полезной литературы приведен в конце статьи. Конечно, курс сопромата для полного понимания принципов и безукоризненного расчета стропильной системы в одну статью не уместить, поэтому приведем основные моменты для упрощенной версии расчета.

Классификация нагрузок

Нагрузки на стропильную систему классифицируются на:

Основные:

постоянные нагрузки – вес самих стропильных конструкций и крыши,
длительные нагрузки – снеговые и температурные нагрузки с пониженным расчетным значением (используются при необходимости учета влияния длительности нагрузок, при проверке на выносливость),
переменное кратковременное влияние — снеговое и температурное воздействие по полному расчетному значению.

Дополнительные – ветровое давление, вес строителей, гололедные нагрузки.

Форс-мажорные – взрывы, сейсмоактивность, пожар, аварии.

Для осуществления расчета стропильной системы принято рассчитывать предельные нагрузки, чтобы затем, исходя из подсчитанных величин, определить параметры элементов стропильной системы, способных выстоять против этих нагрузок.

Расчет стропильной системы скатных крыш производится по двум предельным состояниям:

Предел, при котором происходит разрушение конструкции. Максимально возможные нагрузки на прочность конструкции стропил должны быть меньше предельно допустимых.
Предельное состояние, при котором возникают прогибы и деформация. Возникающий прогиб системы при нагрузке должен быть менее предельно возможного.

Для более простого расчета применяется только первый способ.

Расчет снеговых нагрузок на крышу

Формула расчета снеговой нагрузки: Ms = Q × Ks × Kc, где

Ms – снеговая нагрузка;
Q – масса снегового покрова, покрывающая 1м² плоской горизонтальной поверхности крыши.

Последнее, зависит от территории и определяется по карте, для второго предельного состояния – расчет на прогиб (при расположении дома на стыке двух зон, выбирается снеговая нагрузка с большим значением).

Для прочностного расчета по первому типу величина нагрузки выбирается соответственно району проживания по карте (первая цифра в указанной дроби – числитель), либо берется из таблицы №1:

Первое значение в таблице измеряется в кПа, в скобках нужная переведенная величина в кг/м2.

Ks – поправочный коэффициент на угол наклона кровли.

Для крыш с крутыми склонами с углом более 60 градусов снеговые нагрузки не учитываются, Ks=0 (снег не скапливается на круто скатных крышах).
Для крыш с углом от 25 до 60, коэффициент берется 0,7.
Для остальных он равен 1.

Kc – коэффициент ветрового сноса снега с крыш. При условии пологой крыши с углом ската 7-12 градусов в районах на карте со скоростью ветра 4 м/с, Kc принимается = 0.85. На карте отображено районирование по скорости ветра.

Коэффициент сноса Kc не учитывается в районах с январской температурой теплее -5 градусов, так как на крыше образуется ледяная корка, и сдува снега не происходит. Не учитывается коэффициент и в случае закрытия здания от ветра более высокой соседней постройкой.

Снег ложится неравномерно. Зачастую с подветренной стороны формируется так называемый снеговой мешок, особенно в местах стыков, изломов (ендова). Следовательно, если вы хотите прочную крышу, делайте шаг стропил минимальным в этом месте, также внимательно относитесь к рекомендациям производителей кровельного материала – снег может обломить свес, если он неправильных размеров.

Напоминаем, что расчет, приведенный выше, предложен вашему вниманию в упрощенной форме. Для более надежного расчета советуем умножить результат на коэффициент надежности по нагрузке (для снеговой нагрузки = 1,4).

Расчет ветровых нагрузок на стропильную систему

С давлением снега разобрались, теперь перейдем к расчетам ветрового влияния.

В независимости от угла ската, ветер сильно воздействует на крышу: крутоскатную кровлю старается сбросить, более плоскую кровлю – поднять с подветренной стороны.

Для расчета нагрузки ветра во внимание принимают его горизонтальное направление, при этом он дует двунаправленно: на фасад и на крышной скат. В первом случае поток разбивается на несколько – часть уходит вниз к фундаменту, часть потока по касательной снизу вертикально давит на свес крыши, пытаясь ее поднять.

Во втором случае, воздействуя на скаты крыши, ветер давит перпендикулярно скату, вдавливая его; также образуется завихрение по касательной с наветренной стороны, огибая конек и превращаясь в подъемную силу уже с подветренной стороны, в связи с разницей в давлении ветра с обеих сторон.

Для подсчета усредненной ветровой нагрузки используют формулу: Mv = Wo x Kv x Kc x коэффициент прочности,

где Wo – нагрузка ветровая давления, определяемая по карте

Kv — коэффициент поправки ветрового давления, зависящий от высоты здания и местности.

Kc – аэродинамический коэффициент, зависит от геометрии конструкции крыши и направления ветра. Значения отрицательные для подветренной стороны, положительные для наветренной

Таблица аэродинамических коэффициентов в зависимости от уклона кровли и отношения высоты здания к длине (для двускатной крыши)

Для односкатной крыши необходимо взять коэффициент из таблицы для Ce1.

Для упрощения расчета значение C проще взять максимальным, равным 0,8.

Для более надежных результатов советуем умножить на коэффициент запаса прочности по ветровой нагрузке = 1,2.

Расчет собственного веса кровли

Для расчета постоянной нагрузки нужно рассчитать вес кровли на 1 м², полученный вес нужно умножить на поправочный коэффициент 1,1 – такую нагрузку стропильная система должна выдерживать в течение всего срока эксплуатации.

Вес кровли складывается из:

объем леса (м³), используемого в качестве обрешетки, умножается на плотность дерева (500 кг/м³)
веса стропильной системы
вес 1м² кровельного материала
вес 1м² веса утеплителя
вес 1м² отделочного материала
вес 1м² гидроизоляции.

Все эти параметры легко получить уточнив эти данные у продавца, либо посмотреть на этикетке основные характеристики: м³, м², плотность, толщина, — произвести простые арифметические операции.

Пример: для утеплителя плотностью в 35 кг/м³, упакованного рулоном толщиной 10 см или 0,1 м, длиной 10м и шириной 1.2 м, вес 1 м² будет равен (0.1 х 1.2 х 10) х 35 / (0.1 х 1.2) = 3.5 кг/м². Вес остальных материалов можно рассчитать по тому же принципу, только не забывайте сантиметры в метры переводить.

Чаще всего нагрузка кровли на 1 м² не превышает 50 кг, поэтому при расчетах закладывают именно эту величину помноженную на 1.1, т.е. используют 55 кг/м², которая сама по себе взята запасом.

Еще данные можно взять из таблицы ниже:

Шифер	10 — 15 кг/м²
Ондулин	4 — 6 кг/м²
Керамическая черепица	35 — 50кг/м²
Цементно-песчаная черепица	40 — 50 кг/м²
Битумная черепица	8 — 12 кг/м²
Металлочерепица	4 — 5 кг/м²
Профнастил	4 — 5 кг/м²
Вес чернового настила	18 — 20 кг/м²
Вес обрешётки	8 — 12 кг/м²
Вес стропильной системы	15 — 20 кг/м²

Собираем нагрузки

По упрощенному варианту теперь необходимо сложить все найденные выше нагрузки простым суммированием, мы получим итоговую нагрузку в килограммах на 1 м² крыши.

Расчёт стропильной системы

После сбора основных нагрузок можно уже определить основные параметры стропил. Для того чтобы определить какая распределенная нагрузка приходится на каждую стропильную ногу в отдельности, переводим кг/м² в кг/м.

Считаем по формуле: N = шаг стропил x Q, где

N — равномерная нагрузка на стропильную ногу, кг/м
шаг стропил — расстояние между стропилами, м
Q – рассчитанная выше итоговая нагрузка на крышу, кг/м²

Из формулы ясно, что изменением расстояния между стропилами можно регулировать равномерную нагрузку на каждую стропильную ногу. Обычно шаг стропил находится в диапазоне от 0,6 до 1,2 м. Для крыши с утеплением при выборе шага разумно ориентироваться на параметры листа утеплителя.

Вообще при определении шага установки стропил лучше исходить из экономических соображений: высчитать все варианты расположения стропил и выбрать самый дешевый и оптимальный по количественному расходу материалов для стропильной конструкции.

В строительстве частных домов и коттеджей, при выборе сечения и толщины стропила, руководствуются таблицей приведенной ниже (сечение стропила указано в мм). В таблице усредненные значения для территории России, а также учтены размеры строительных материалов, представленных на рынке. В общем случае, этой таблицы достаточно для того, чтобы определить, какого сечения нужно приобретать лес.

Однако, не следует забывать, что размеры стропильной ноги зависят от конструкции стропильной системы, качества используемого материала, постоянных и переменных нагрузок оказываемых на кровлю.

На практике при постройке частного жилого дома чаще всего используют для стропил доски сечением 50х150 мм (толщина x ширина).

Самостоятельный расчет сечения стропил

Как уже упоминалось выше, стропила рассчитываются по максимальной нагрузке и на прогиб. В первом случае учитывают максимальный момент изгиба, во втором – сечение стропильной ноги проверяется на устойчивость прогибу на самом длинном участке пролета. Формулы достаточно сложные, поэтому мы выбрали для вас упрощенный вариант.

Если хотите все посчитать самостоятельно, выберите ширину сечения в соответствии с таблицей:

Толщину сечения (или высоту) рассчитаем по формуле:

a) Если угол крыши < 30°, стропила рассматриваются как изгибаемые

H ≥ 8,6 x Lm x √(N / (B x Rизг))

b) Если уклон крыши > 30°, стропила изгибаемо-сжатые

H ≥ 9,5 x Lm x √(N / (B x Rизг))

Обозначения:

H, см — высота стропила
Lm, м — рабочий участок самой длинной стропильной ноги
N,кг/м — распределённая нагрузка на стропильную ногу
B, см — ширина стропила
Rизг, кг/см² — сопротивление древесины изгибу

Для сосны и ели Rизг в зависимости от сорта древесины равен:

1 сорт	140 кг/см²
2 сорт	130 кг/см²
3 сорт	85 кг/см²

Расчетные данные сопротивления древесины хвойных пород

Важно проверить, не превышает ли прогиб разрешенной величины.

Величина прогиба стропил должна быть меньше L/200 — длина проверяемого наибольшего пролета между опорами в сантиметрах деленная на 200.

Это условие верно при соблюдении следующего неравенства: 3,125 xNx(Lm)³ / (BxH³) ≤ 1

N (кг/м) — распределённая нагрузка на погонный метр стропильной ноги
Lm (м) — рабочий участок стропильной ноги максимальной длинны
B (см) — ширина сечения
H (см) — высота сечения

Если значение выходит больше единицы, необходимо увеличить параметры стропила B или H.

Используемые источники:

СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия с последними изменениями 2008г.
СНиП II-26-76 «Кровли»
СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции»
СНиП 3.04.01-87 «Изоляционные и отделочные покрытия»
А.А.Савельев «Стропильные системы» 2000 г.
К-Г.Гётц, Дитер Хоор, Карл Мёлер, Юлиус Наттерер «Атлас деревянных конструкций»

Калькулятор расчета нагрузки на стропила для определения оптимального сечения

Для изготовления стропильных ног применяется качественный пиломатериал определенного сечения. Его прочностных характеристик должно быть гарантированно достаточно для того, чтобы конструкция крыши могла противостоять всем выпадающим на нее нагрузкам.

Калькулятор расчета нагрузки на стропила для определения их оптимального сечения

Чтобы определиться с этим параметром, придется провести некоторые вычисления. Посильную помощь сможет оказать калькулятор расчета нагрузки на стропила для определения оптимального сечения пиломатериала для их изготовления.

Цены на крепления для стропил

~~крепления для стропил~~

Необходимые пояснения по проведению расчетов будут приведены ниже.

Калькулятор расчета нагрузки на стропила для определения оптимального сечения

Перейти к расчётам

Алгоритм проведения расчета сечения стропильных ног

Работа будет строиться в два этапа. Вначале с помощью калькулятора будет определена распределенная нагрузка на 1 погонный метр стропильной ноги. Затем, по приложенной таблице, можно будет подобрать оптимальный размер бруса для изготовления стропила.

Шаг первый – расчет распределенной нагрузки на стропильные ноги

Калькулятор расчёта запросит следующие значения:

Угол уклона ската. Эта величина напрямую связана с уровнями внешних нагрузок на кровлю – снеговую и ветровую.

С крутизной ската и, соответственно, с высотой конька (конькового узла) поможет разобраться специальный калькулятор, к которому ведет ссылка.

Тип планируемого кровельного покрытия. Естественно, что различные покрытия имеют собственную массу, которая предопределяет статическую нагрузку на стропильную систему. В калькуляторе уже учтены не только весовые характеристики различных покрытий, но и материалы обрешетки и утепления кровли.
Необходимо указать зону своего региона по уровню возможной снеговой нагрузки. Ее несложно определить по расположенной ниже карте-схеме:

Карта-схема для определения своей зоны по уровню снеговой нагрузки

Аналогичным образом определяется и зона по уровню ветрового давления – для этого существует своя карта-схема.

Карта-схема для определения зоны по степени ветрового воздействия на кровлю

Необходимо учесть особенности расположения здания на местности. Для этого нужно оценить его «окружение» и выбрать одну из трех предлагаемых зон, «А», «Б» или «В».

При этом есть нюанс. Все естественные или искусственные преграды для ветра могут приниматься в расчет только в том случае, если они расположены на расстоянии от дома, не превышающем величины 30×Н, где Н – это высота здания по коньку. Например, для здания высотой 7 метров получается круг с радиусом 210 метров. Если преграды расположены дальше, то это будет считаться открытой местностью.

Наконец, потребуется внести высоту дома в метрах (по коньку).
Последнее окно калькулятора – шаг установки стропильных ног. Чем чащи они устанавливаются – тем меньше будет распределенная нагрузка, выпадающая на каждую из них, но при этом, естественно, увеличивается их количество. Можно «поиграть» значением шага, чтобы проследить динамику изменения распределенной нагрузки – так появится возможность выбрать оптимальное значение для дальнейшего определения сечения стропил.

Шаг второй – определение сечения стропильной ноги

Итак, имеется значение распределённой нагрузки, выпадающей на погонный метр стропильной ноги. Наверняка, заранее была рассчитана и длина стропила (если нет, то рекомендуется перейти к соответствующему калькулятору). С этими данными уже можно войти в таблицу для определения сечения бруса.

Таблица для определения оптимального сечения бруса для изготовления стропильных ног

Есть еще один нюанс. Если стропила получаются слишком длинными, то для повышения их жесткости часто предусматриваются дополнительные усиливающие элементы системы – стойки (бабки) или подкосы. Они позволяют уменьшить расстояние «свободного пролета», то есть между соседними точками опоры. Именно это значение и будет необходимо для вхождения в таблицу.

На иллюстрации стрелками показан пример определения сечения стропила для распределенной нагрузки в 75 кг/погонный метр и с расстоянием между точками опоры в 5 метров. В левой части таблицы можно взять любое из предлагаемых значений, которое покажется удобнее: доски или брусья с минимальными сечениями: 40×200; 50×190; 60×180; 70×170; 80×160; 90×150; 100×140. Кроме того, можно использовать и бревно с диаметром 140 мм.

Стропила – основные несущие элементы конструкции крыши
От их качества и правильности расчета зависят долговечность и надежность всей кровельной конструкции в целом. Много важной информации по этому вопросу содержит статья нашего портала «Стропила своими руками».

Онлайн расчет стропил крыши — оставьте заявку InterCity

Расчет балок стропильной системы

Расчет деревянных двутавровых балок стропильной системы ведется по II предельному состоянию, по прогибам.

Сечение балок подбирается под такую нагрузку, чтобы прогиб в центе пролета был по величине не более допустимого прогиба, который определяется СНиП «Нагрузки и воздействия». В частности для стропильной системы допустимый прогиб равен L/200, где L — максимальный пролет.

Например, при максимальном пролете стропильной ноги равном 7 метров, возможен прогиб 7000/200 = 35 мм. Это прогиб, при котором возможна нормальная эксплуатация кровли.

Исходя из рекомендаций СНиП о максимальном прогибе, мы составили сводные таблицы максиманых пролетов балок в зависимости от высоты, типа, шага балок, значений нагрузки, а также от угла наклона кровли.

Примечания:

Балки серии L изготавливаются длиной до 13,5 метров.
Балки серии W изготавливаются длиной 6 метров.
Рекомендуемые шаги — 0,6 и 0,8 м
Максимальный пролет — расстояние «в свету» между соседними опорами. Например, стропильной ноги по скату провли между коньком и мауэрлатом.
Шаг балок — межосевое расстояние двух соседних балок.

Таблица расчета балок стропильной системы

Угол наклона кровли от 12 до 25 градусов.

Расчет для нагрузки 220 кг/м² (для III снегового региона, в т.ч. Москва и МО)

Высота балки, мм	Тип балок / шаг балок	Максимальные пролеты, м
Высота балки, мм	Тип балок / шаг балок	0,4	0,6	0,8	1,0
240	Балка ICJ-240W	5,75	5,05	4,60	4,25
300	Балка ICJ-300W	6,00	5,60	5,45	5,10
360	Балка ICJ-360W	6,00	6,00	6,00	5,85
400	Балка ICJ-400W	6,00	6,00	6,00	6,00
240	Балка ICJ-240L	6,30	5,50	5,00	4,60
240	Балка ICJ-240L с полкой 89 мм	7,00	6,10	5,50	5,10
300	Балка ICJ-300L	7,50	6,50	5,90	5,50
300	Балка ICJ-300L с полкой 89 мм	8,40	7,30	6,60	6,20
360	Балка ICJ-360L	8,60	7,50	6,80	6,40
360	Балка ICJ-360L с полкой 89 мм	9,60	8,40	7,60	7,10
400	Балка ICJ-400L	9,40	8,20	7,40	6,90
400	Балка ICJ-400L с полкой 89 мм	10,40	9,10	8,30	7,70
460	Балка ICJ-460L	10,40	9,10	8,30	7,70
460	Балка ICJ-460L с полкой 89 мм	11,60	10,10	9,20	8,50
500	Балка ICJ-500L	11,10	9,70	8,80	8,20
500	Балка ICJ-500L с полкой 89 мм	12,50	10,70	9,80	9,10
600	Балка ICJ-600L	12,70	11,10	10,10	9,40
600	Балка ICJ-600L с полкой 89 мм	13,00	12,30	11,20	10,40

Таблица расчета балок стропильной системы

Угол наклона кровли от 25 до 35 градусов

Расчет для нагрузки 220 кг/м² (для III снегового региона, в т.ч. Москва и МО)

Высота балки, мм	Тип балок / шаг балок	Максимальные пролеты, м
Высота балки, мм	Тип балок / шаг балок	0,4	0,6	0,8	1,0
240	Балка ICJ-240W	5,90	5,10	4,70	4,30
300	Балка ICJ-300W	6,00	6,00	5,60	5,20
360	Балка ICJ-360W	6,00	6,00	6,00	6,00
400	Балка ICJ-400W	6,00	6,00	6,00	6,00
240	Балка ICJ-240L	6,40	5,60	5,10	4,70
240	Балка ICJ-240L с полкой 89 мм	7,20	6,30	5,70	5,30
300	Балка ICJ-300L	7,70	6,70	6,10	5,70
300	Балка ICJ-300L с полкой 89 мм	8,60	7,50	6,80	6,30
360	Балка ICJ-360L	8,90	7,70	7,00	6,50
360	Балка ICJ-360L с полкой 89 мм	9,90	8,60	7,80	7,20
400	Балка ICJ-400L	9,60	8,40	7,60	7,10
400	Балка ICJ-400L с полкой 89 мм	10,70	9,30	8,50	7,90
460	Балка ICJ-460L	10,70	9,30	8,50	7,90
460	Балка ICJ-460L с полкой 89 мм	11,90	10,40	9,40	8,70
500	Балка ICJ-500L	11,40	9,90	9,00	8,40
500	Балка ICJ-500L с полкой 89 мм	12,60	11,00	10,00	9,30
600	Балка ICJ-600L	13,00	11,40	10,30	9,60
600	Балка ICJ-600L с полкой 89 мм	13,00	12,60	11,50	10,60

Таблица расчета балок стропильной системы

Угол наклона кровли от 35 до 45 градусов

Расчет для нагрузки 220 кг/м² (для III снегового региона, в т.ч. Москва и МО)

Высота балки, мм	Тип балок / шаг балок	Максимальные пролеты, м
Высота балки, мм	Тип балок / шаг балок	0,4	0,6	0,8	1,0
240	Балка ICJ-240W	6,00	5,30	4,85	4,50
300	Балка ICJ-300W	6,00	6,00	5,80	5,30
360	Балка ICJ-360W	6,00	6,00	6,00	6,00
400	Балка ICJ-400W	6,00	6,00	6,00	6,00
240	Балка ICJ-240L	6,70	5,80	5,30	4,90
240	Балка ICJ-240L с полкой 89 мм	7,40	6,50	5,90	5,50
300	Балка ICJ-300L	8,00	6,90	6,30	5,80
300	Балка ICJ-300L с полкой 89 мм	8,90	7,80	7,00	6,50
360	Балка ICJ-360L	9,20	8,00	7,30	6,70
360	Балка ICJ-360L с полкой 89 мм	10,20	8,90	8,10	7,50
400	Балка ICJ-400L	9,90	8,70	7,90	7,30
400	Балка ICJ-400L с полкой 89 мм	11,00	9,60	8,80	8,10
460	Балка ICJ-460L	11,10	9,60	8,80	8,10
460	Балка ICJ-460L с полкой 89 мм	12,30	10,70	9,70	9,00
500	Балка ICJ-500L	11,80	10,30	9,30	8,70
500	Балка ICJ-500L с полкой 89 мм	13,00	11,40	10,40	9,60
600	Балка ICJ-600L	13,00	11,80	10,70	9,90
600	Балка ICJ-600L с полкой 89 мм	13,00	13,00	11,90	11,00

нагрузки, количества, длины, фермы системы дома из дерева, калькулятор, СНиП

Ни один дом невозможно построить без крыши, и ни одну кровлю невозможно возвести без несущей конструкции. Любое строительство начинается с проектирования и расчетов. Рассмотрим, как выполняется расчет стропил.

Проведение таких расчетов чрезвычайно важно. Недопустимо строить стропильные системы «на глазок» или «приблизительно». Необходимо учесть все нагрузки, которые будут оказывать действие на кровлю. Они делятся на:

Постоянные. Это собственный вес покрытия, гидроизоляции, обрешетки и прочих составных частей «пирога». Если на крыше планируется установка какого-либо оборудования, то необходимо учесть и его вес.
Переменные. К этому типу нагрузок относят массу попадающих на кровлю осадков и прочие воздействия, которые не постоянно действуют на кровлю.
Особые. В сейсмически опасных районах или в местностях, в которых регулярно бывают ураганные ветры необходимо закладывать дополнительный запас прочности.

Как рассчитать вес кровельного пирога?

Схема кровельного пирога

Прежде всего, нужно подсчитать, сколько будет весить сама кровля дома.

Это необходимый расчет – стропила должны выдерживать эту постоянную нагрузку в течение длительного времени.

Произвести расчет несложно, нужно подсчитать массу одного метра квадратного каждого из слоев «пирога» кровли. Затем вес каждого слоя суммируется, а полученный результат умножается на поправочный коэффициент 1,1.

Пример расчета. Возьмем для примера кровлю, покрытую ондулином. Крыша состоит из следующих слоев:

Обрешетка крыши, собранная из дощечек толщиной 2,5 см. Вес метра квадратного этого слоя составляет 15 кг.
Утеплитель (вата минеральная) толщиной10 см, вес квадратного метра утеплителя10 кг.
Гидроизоляция – полимерно-битумный материал. Вес гидроизоляционного слоя –5 кг.
Ондулин. Вес квадратного метра этого кровельного материала составляет3 кг.

Складываем полученные значения – 15+10+5+3 =33 кг.

Умножаем на поправочный коэффициент 33×1.1=34,1 кг. Это значение является весом пирога кровли.

В большинстве случаев, при строительстве жилых домов, нагрузка не достигает значения50 кгна метр квадратный.

Совет! Опытные строители рекомендуют опираться именно на эту цифру, хотя она является явно завышенной для большинства кровельных покрытий. Но зато, если через несколько десятилетий хозяева дома захотят поменять кровлю, то им не придется менять все стропила – расчет был произведен с солидным запасом.

Таким образом, нагрузка от веса кровельного «пирога» составляет 50×1,1 = 55 кг/кв. метр

Как произвести расчет снеговых нагрузок?

Карта снеговых нагрузок России

Снеговая нагрузка – это достаточно серьезное воздействие на конструкции кровли, так как снега на крыше может скопиться достаточно много.

Чтобы подсчитать этот параметр, можно воспользоваться формулой:

S=Sg x µ.

В этой формуле:

S – это снеговая нагрузка,
Sg – вес снегового покрова, который покрывает квадратный метр горизонтальной поверхности. Это значение меняется в зависимости от места расположения дома. Найти данный коэффициент можно в снип — стропильные системы.
µ — это поправочный коэффициент, значение которого зависит от угла наклона кровли. Так для плоских крыш, которые имеет угол наклона 25 градусов и меньше значение коэффициента – 1,0. Для крыш с углом наклона более 25 и менее 60 градусов, коэффициент составляет 0,7. Для крыши, имеющей крутые склоны, снеговые нагрузки можно не учитывать.

Пример расчета. Например, необходимо рассчитать снеговую нагрузку для кровли дома, строящегося в Московской области, причем угол наклона ската составляет 30 градусов.

Московский регион расположен в III снеговом районе, для которого расчетное значение массы снега на квадратный метр горизонтальной поверхности составляет 180 кгс/ кв. м.

180 x 0,7 = 126 кгс/кв. м.

Это расчетная снеговая нагрузка на кровлю.

Как рассчитать ветровые нагрузки?

Карта ветровых нагрузок центральной России

Чтобы произвести расчет нагрузки на стропила применяется формула:

W = Wo x k

Wo – это нормативный показатель, который определяется по таблицам, в зависимости от района страны.
k – это поправочный коэффициент, который позволит определить изменение ветровой нагрузки в зависимости от типа местности и высоты здания.

Высота дома, измеряемая в метрах	А	Б
20	1,25	0,85
10	1	0,65
5	0,75	0,85

А – это открытые местности: степи, побережье моря или озера;

Б – местности, равномерно покрытые препятствия, например, городская застройка или лесной массив.

Пример расчета. Рассчитать ветровую нагрузку для дома высотой5 метров, расположенного в лесистой местности в Подмосковье.

Московский регион расположен в I ветровом районе, нормативное значение ветровой нагрузки в этом районе 23 кгс/кв. м.

Поправочный коэффициент в нашем примере составит 0,5

23 x 0,5 = 11,5 кгс/ кв. м.

Это значение ветровой нагрузки.

Как рассчитать сечения стропил и других элементов кровли?

Расчет сечения стропил компьютерной программой

Чтобы произвести расчет длины стропил, требуется знать, какой кровельный материал планируется использовать, а также из чего сделаны чердачные перекрытия (деревянные балки или плиты из железобетона).

Стандартные стропила, которые поступают в продажу, имеют длину 4,5 и6 метров. Но, в случае необходимости, длина стропил может быть изменена.

Сечение бруса, который идет на изготовление стропил, зависит от следующих факторов:

Длина стропил;
Шаг установки стропил;
Расчетные величины нагрузок.

Данные в представленной таблице являются рекомендательными, их нельзя назвать полноценной заменой расчетам. Поэтому расчет фермы стропильной является необходимостью для определения несущей способности кровли.

Данные таблицы приведены в соответствии с атмосферными нагрузками, характерными для Московского региона.

Шаг, с которым устанавливаются стропила (см)	Длина стропил (метры)
Шаг, с которым устанавливаются стропила (см)	3,0	3,5	4,0	4,5	5,0	5,5	6,0
215	100х150	100х175	100х200	100х200	100х250	100х250	—
175	75х150	75х200	75х200	100х200	100х200	100х200	100х250
140	75х125	75х175	75х200	75х200	75х200	100х200	100х200
110	75х150	75х150	75х175	75х175	75х200	75х200	100х200
90	50х150	50х175	50х200	75х175	75х175	75х250	75х200
60	40х150	40х175	50х150	50х150	50х175	50х200	50х200

Сечения бруса для изготовления других элементов кровли:

Мауэрлат – 100х100, 100х150, 150х150;
Для ендов и изготовления диагональных ног – 100х200;
Прогоны – 100х100, 100х150, 100х200;
Затяжки — 50х150;
Ригели – 100х150,100х200;
Подкосы – 100х100, 150х150;
Доски подшивочные – 25х100.

Определившись с сечением и длиной, а также с шагом расположения стропил, несложно произвести расчет количества стропил, ориентируясь на длину стен дома.

При проектировании, помимо расчета на прочность, конструктор должен выполнить расчет на прогиб.

То есть, нужно не просто гарантировать, что стропила не сломаются под оказываемой нагрузкой, но и выяснить, насколько балки могут прогибаться.

К примеру, расчет деревянной стропильной фермы для строительства мансардной крыши должен быть выполнен так, чтобы величина прогиба не превышала 1/250 часть от длины участка, на который оказано давление.

Таким образом, если использованы стропила длиной5 метров, то максимальный допустимый прогиб может достигать20 мм. Данная величина кажется совсем незначительной, однако при ее превышении, деформация кровли будет заметна визуально.

Требования к качеству материала

Проект кровли для расчета количества деревянных стропил

Если осуществляется расчет деревянных стропил, то помимо таких параметров, как длина и сечение, нужно учитывать и качество строительного материала.

Стропила для крыши своими руками изготавливают из древесины лиственных и хвойных пород.

Основные требования к материалу изложены в ГОСТ 2695-83 и ГОСТ 8486-86. Среди них:

Допускает наличие сучков в количестве не более трех на метровый участок, размер сучков не должен превышать30 мм.
Допускается наличие несквозных трещин, не превышающих ½ длины;
Влажность пиломатериала не должна быть выше 18% при измерении влагометром.

При приобретении материала, из которого планируется монтировать стропильные системы – снип предписывает проведение проверки документа о качестве, в котором указаны:

Данные о производителе;
Номер стандарта и название изделия;
Размер изделия, влажность и использованная порода древесины;
Количество отдельных элементов в упаковке;
Дата выпуска данной партии.

Поскольку дерево материал натуральный, оно требует проведение предмонтажной подготовки. Эта подготовка планируется на стадии, когда проектируется стропильная система – снип предусматривает проведение защитных и конструктивных мероприятий.

К защитным мероприятиям относят:

Обработку древесины антисептиками для предотвращения преждевременного загнивания;
Обработку древесины антипиреновыми пропитками для защиты от возгорания;
Обработку биозащитными составами для защиты от насекомых-вредителей

К конструктивным мероприятиям можно отнести:

Установка гидроизоляционных прокладок в месте соприкосновения кирпича и деревянных конструкций;
Создание гидроизоляционного слоя под кровельным материалом и пароизоляционного – со стороны помещений перед слоем утеплителя;
Оборудование вентиляции подкровельного пространства.

При соблюдении все требований технологии стропильная система деревянного дома приобретет более высокие прочностные качества, и конструкция крыши прослужит долго, не требуя проведения ремонта.

Программы для проектирования и расчета стропильных систем

Расчет системы стропильной в специальной компьютерной программе

Как видно из вышесказанного, произвести расчет строительных систем крыш довольно сложно. Нужно обладать достаточным запасом теоретических знаний, обладать навыками рисования и черчения. Естественно, что далеко не каждый человек обладает такими профессиональными навыками.

К счастью, сегодня задача проектирования значительно облегчена, поскольку имеются очень удобные компьютерные программы позволяющие разрабатывать проекты различных строительных элементов.

Конечно, некоторые программы рассчитаны на профессионалов (например, Автокад, 3D Max и пр.). Неопытному человеку достаточно сложно разобраться с этим софтом.

Но существуют и более простые варианты. Например, в программе Аркон очень просто можно создавать разнообразные эскизные проекты, чтобы наглядно посмотреть, как будет выглядеть та или иная крыша.

Есть там и удобный калькулятор для расчета стропил, который позволяет эффективно и быстро произвести расчеты. Программа Аркон прекрасно подходит для профессионалов, но может быть использована и частными пользователями.

В сети можно найти и калькулятор расчета стропил, работающий в режиме онлайн. Однако произведенные на нем расчеты – это исключительно рекомендательные величины и не могут заменить разработки полноценного проекта.

Выводы

Выполнение расчетов при проектировании – важный этап создания крыши. Его выполнение необходимо поручать профессионалам. Но предварительные расчеты можно провести и самостоятельно, это поможет лучше разобраться в готовом проекте.

Расчет шага стропил для различных кровельных материалов

Калькулятор расчета нагрузки на стропила для определения их оптимального сечения

Необходимые пояснения по проведению расчетов будут приведены ниже.

Калькулятор расчета нагрузки на стропила для определения оптимального сечения

Перейти к расчётам

Алгоритм проведения расчета сечения стропильных ног

Шаг первый – расчет распределенной нагрузки на стропильные ноги

Калькулятор расчёта запросит следующие значения:

Угол уклона ската. Эта величина напрямую связана с уровнями внешних нагрузок на кровлю – снеговую и ветровую.

С крутизной ската и, соответственно, с высотой конька(конькового узла) поможет разобраться специальный калькулятор, к которому ведет ссылка.

Тип планируемого кровельного покрытия.

Естественно, что различные покрытия имеют собственную массу, которая предопределяет статическую нагрузку на стропильную систему. В калькуляторе уже учтены не только весовые характеристики различных покрытий, но и материалы обрешетки и утепления кровли.Необходимо указать зону своего региона по уровню возможной снеговой нагрузки. Ее несложно определить по расположенной ниже карте-схеме:

Карта-схема для определения своей зоны по уровню снеговой нагрузки

Аналогичным образом определяется и зона по уровню ветрового давления – для этого существует своя карта-схема.

Карта-схема для определения зоны по степени ветрового воздействия на кровлю

Необходимо учесть особенности расположения здания на местности. Для этого нужно оценить его «окружение» и выбрать одну из трех предлагаемых зон, «А», «Б» или «В».

При этом есть нюанс.

Все естественные или искусственные преграды для ветра могут приниматься в расчет только в том случае, если они расположены на расстоянии от дома, не превышающем величины 30×Н, где Н – это высота здания по коньку. Например, для здания высотой 7 метров получается круг с радиусом 210 метров. Если преграды расположены дальше, то это будет считаться открытой местностью.

Наконец, потребуется внести высоту дома в метрах (по коньку).Последнее окно калькулятора – шаг установки стропильных ног. Чем чащи они устанавливаются – тем меньше будет распределенная нагрузка, выпадающая на каждую из них, но при этом, естественно, увеличивается их количество. Можно «поиграть» значением шага, чтобы проследить динамику изменения распределенной нагрузки – так появится возможность выбрать оптимальное значение для дальнейшего определения сечения стропил.

Шаг второй – определение сечения стропильной ноги

Итак, имеется значение распределённой нагрузки, выпадающей на погонный метр стропильной ноги. Наверняка, заранее была рассчитана и длина стропила(если нет, то рекомендуется перейти к соответствующему калькулятору). С этими данными уже можно войти в таблицу для определения сечения бруса.

Таблица для определения оптимального сечения бруса для изготовления стропильных ног

Есть еще один нюанс.

Если стропила получаются слишком длинными, то для повышения их жесткости часто предусматриваются дополнительные усиливающие элементы системы – стойки (бабки) или подкосы. Они позволяют уменьшить расстояние «свободного пролета», то есть между соседними точками опоры. Именно это значение и будет необходимо для вхождения в таблицу.

Стропила – основные несущие элементы конструкции крышиОт их качества и правильности расчета зависят долговечность и надежность всей кровельной конструкции в целом. Много важной информации по этому вопросу содержит статья нашего портала «Стропила своими руками».

Одним из важных этапов любого строительства является сооружение крыши здания, основой которого выступает установка стропильной системы. От того, насколько верно выбран шаг стропил, т.

е. расстояние между ними, будут полностью зависеть равномерное распределение веса кровли на каркас, надежность крыши и длительность ее эксплуатации в целом. При любой незначительной ошибке расчета могут произойти повреждение и обрушение всей крыши.

Устройство стропильной системы.

Сбор требуемых расчетных величин для установления шага стропил

Стропильная система включает в себя следующие составляющие:

фермы;коньковые и боковые прогоны;мауэрлат;диагональные элементы.

Фермы состоят из ригеля, основания, стропильных ног, связующих и крепежных элементов. Стропильные ноги представляют собой балки, расположенные вдоль скатов, нижние концы которых соединяются с мауэрлатом, а верхние — с прогонами.

Шаг стропил представляет собой точное расстояние между двумя стропильными ногами.

Узлы крепления стропильной системы.

Чтобы получить точное указанное значение, нужно сначала узнать значения некоторых важных для этого величин.

Все расчеты по системе покрытия крыши правильно произвести еще на стадии проектирования дома. Такое ответственное дело можно провести самому либо доверить его специалистам. Чем точнее будут расчеты, тем прочнее будет основа для крыши.

Чтобы правильно произвести все требуемые расчеты, в том числе и величину шага стропил, нужно знать:

постоянные и временные нагрузки;их размер;угол ската;вид кровельного покрытия;материал изготовления стропил;тип кровли.

Одним из показателей, который необходимо учитывать при расчете шага стропил, считаются постоянные и временные нагрузки. К ним относятся:

вес кровельной и стропильной конструкции;вес внутренней отделки крыши;ветровая нагрузка;вес снегового покрова;вес человека, проводящего обслуживание крыши.

Выполнение расчета стропильной системы.

Надо отметить, что эти данные берутся в специальных таблицах, разработанных учеными, в зависимости от климатических зон, по различным территориальным регионам.

Угол ската можно определить, зная длину стены дома и высоту кровли.

Чем круче крыша, тем расстояние между стропиламиустанавливается больше, так как нагрузка на таких крышах будет передаваться в основном на несущие стены. Произведя дальнейшие расчеты, легко высчитывается длина стропил. Чаще всего они имеют стандартные величины: 4 и 6 м.

Для изготовления кровельной системы хорошо подойдет древесина хвойных пород деревьев. Пиломатериал должен быть качественным, без сучков, гнили. Перед работой все деревянные элементы нужно обработать антисептическими специальными составами.

Шаг стропил будет зависеть и от типа кровли, т.

е. от функциональных особенностей и ее формы. Величина простой и сложной крыши будет различной.

То, как будет влиять вид кровельного покрытия на шаг стропил, следует рассмотреть более подробно.

Общая технология расчета расстояния между стропилами

Сделав все необходимые измерения, можно произвести конструктивный расчет шага стропил. Исходя из практики, данный показатель находится в пределах от 0,6 до 1,0 м.

Таблица расчета расстояния между стропилами.

Чтобы самостоятельно правильно выполнить данный расчет, необходимо придерживаться следующей технологии:

Берется общая длина кровельного ската.Подбирается оптимальный шаг стропильной фермы.Длину ската необходимо разделить на шаг стропил.К полученной величине прибавляется единица.Для получения целого числа производится округление результата в большую сторону.Таким вычислением находится количество стропильных ферм (стропильных ног), расположенных на одном скате крыши.Теперь вся длина кровельного ската делится на полученную величину, показывающую количество ферм. Тем самым определяется шаг стропил.

Следует отметить, что данный расчет производится по центру будущих стропил.

Однако вычисления нельзя считать точными и постоянными. В каждом случае строительства кровли дома учитываются и угол уклона крыши, и особенности выбранного кровельного материала, и другие показатели. В связи с этим нужно рассмотреть особенности выбора шага стропил для самых распространенных кровельных материалов: металлической и керамической черепицы, профнастила, шифера и ондулина.

Особенности при выборе расстояния между стропилами для металлической и керамической черепицы

Шаг стропил под металлочерепицу.

Металлическая черепица в качестве кровельного покрытия чрезвычайно распространена как при городском, так и загородном строительстве. Сама конструкция стропильной системы крыши при использовании металлочерепицы будет мало отличаться от общей схемы. Однако в связи с тем, что данный строительный материал имеет небольшой вес, стропила и другие элементы системы могут браться меньшего сечения, т.

е. с меньшим запасом прочности. Расстояние между стропилами при использовании металлочерепицы составляет 60-95 см.

Выполнение всех работ по монтажу кровли из металлочерепицы гораздо легче, чем из других кровельных материалов. Особенностью устройства обрешетки данного материала является то, что доска возле карниза должна быть толще остальных примерно на 1,5 см. Обычно сечение стропилиз металлочерепицы составляет 50х150 мм.

Керамическая черепица представляет собой кровельный материал, имеющий значительный вес, который в 10 раз больше веса металлочерепицы. В связи с этим нужно более основательно подходить к расчету стропильной системы крыши.

Сечение стропил следует несколько увеличить — до 60х180 мм. Среднее расстояние между стропилами для покрытия из керамической черепицы устанавливается в диапазоне 0,8-1,3 м. Обязательно берется во внимание угол уклонов скатов: расстояние между стропилами делается больше, чем выше крыша.

Длина стропильных ног в данном случае будет оказывать сильное влияние на результат.Расстояние между стропилами уменьшается с увеличением их длины. При их большой длине могут возникнуть на прогиб повышенные нагрузки, которые можно значительно уменьшить, если дополнительно установить систему подкосов, подпирающих стоек и других элементов.

Особенности при выборе шага стропил для шифера, профнастила и ондулина

Таблица расчета длины стропил, шага между ними и сечения бруса.

Самым распространенным кровельным материалом является шифер. Это связано с его низкой стоимостью, простотой монтажа, возможностью замены при повреждении отдельных элементов кровли.

Особенностями обрешетки под шифер является ее прореженный тип, состоящий из любого типа доски или бруса, но с обязательным их сечением не менее 30 мм. Это необходимо для правильного и качественного распределения веса шифера на обрешетку.

Оптимальным расстоянием между стропилами при сочетании нагрузки от веса листов шифера должно составлять 80 см. Стоит постоянно заботиться о запасе прочности стропильной системы, что может быть связано с различными непредвиденными обстоятельствами. В остальном ее установление под шиферную кровлю не отличается от других вариантов.

Теперь следует обратить внимание на некоторые особенности при установке стропильной системы для таких кровельных материалов, как профнастил и ондулин.

Вес у профнастила и ондулина значительно легче, чем у керамической черепицы или шифера, поэтому технология установки стропил для данных материалов практически ничем не отличается от установки металлочерепицы. Расстояние между стропилами для крыши из профнастила составляет 60-90 см, а из ондулина — 60-100 см.

При необходимости увеличения расстояния между стропильными ногами нужно укрепить конструкцию системы поперечными элементами обрешетки.

Устройство обрешетки для профнастила очень похоже с устройством обрешетки из металлической черепицы. Важно помнить, что и в данном случае последняя доска должна иметь несколько большую толщину, чем все остальные.

Особенностью установки обрешетки для ондулина следует считать необходимость сплошного ее типа для качественного сопротивления различным нагрузкам. В некоторых случаях можно использовать и обрешетку прореженного типа, но тогда шаг между стропилами должен составлять не более 30 см.

Таким образом, умея произвести все необходимые замеры, зная основы установки стропильной системы для основных материалов для кровли (черепицы, профнастила, шифера и ондулина), можно верно рассчитать расстояние между стропилами.

Источники:

Угол наклона двухскатной крыши калькулятор. Расчет стропил. Расчет нагрузки на стропила

Проектирование и грамотные расчеты элементов стропильной конструкции – залог успеха в строительстве и в последующей эксплуатации крыши. Она обязана стойко сопротивляться совокупности временных и постоянных нагрузок, при этом по минимуму утяжелять постройку.

Для производства вычислений можно воспользоваться одной из многочисленных программ, выложенных в сети, или все выполнять вручную. Однако в обоих случаях требуется четко знать, как рассчитать стропила для крыши, чтобы досконально подготовиться к строительству.

Стропильная система определяет конфигурацию и прочностные характеристики скатной крыши, выполняющей ряд значимых функций. Это ответственная ограждающая конструкция и важная составляющая архитектурного ансамбля. Потому в проектировании и расчетах стропильных ног следует избегать огрехов и постараться исключить недочеты.

Как правило, в проектных разработках рассматривается несколько вариантов, из которых выбирается оптимальное решение. Выбор наилучшего варианта вовсе не означает, что нужно составить некое число проектов, выполнить для каждого точные вычисления и в итоге предпочесть единственный.

Сам ход определения длины, монтажного уклона, сечения стропилин заключается в скрупулезном подборе формы конструкции и размеров материала для ее сооружения.

Например, в формулу вычисления несущей способности стропильной ноги первоначально вводят параметры сечения наиболее подходящего по цене материала. А если результат не соответствует техническим нормам, то увеличивают или уменьшают размеры пиломатериала, пока не добьются максимального соответствия.

Метод поиска угла наклона

У определения угла уклона скатной конструкции есть архитектурные и технические аспекты. Кроме пропорциональной конфигурации, наиболее подходящей по стилистике здания, безукоризненное решение должно учитывать:

Показатели снеговой нагрузки.
В местностях с обильным выпадением осадков возводят крыши с уклоном от 45º и более. На скатах подобной крутизны не задерживаются снежные залежи, благодаря чему ощутимо сокращается суммарная нагрузка на кровлю, стопила и постройку в целом.
Характеристики ветровой нагрузки.
В районах с порывистыми сильными ветрами, прибрежных, степных и горных областях, сооружают низко-скатные конструкции обтекаемой формы. Крутизна скатов там обычно не превышает 30º. К тому же ветра препятствуют образованию снежных залежей на крышах.
Масса и тип кровельного покрытия.
Чем больше вес и мельче элементы кровли, тем круче нужно сооружать стропильный каркас. Так надо, чтобы сократить вероятность протечек через соединения и уменьшить удельный вес покрытия, приходящийся на единицу горизонтальной проекции крыши.

Для того чтобы выбрать оптимальный угол наклона стропилин, проектом необходимо учесть все перечисленные требования. Крутизна будущей крыши обязана соответствовать климатическим условиям выбранной для строительства местности и техническим данным кровельного покрытия.

Правда владельцам собственности в северных безветренных областях следует помнить, что при увеличении угла наклона стропильных ног возрастает расход материалов. Сооружение и обустройство крыши крутизной 60 – 65º обойдется приблизительно в полтора раза дороже, чем возведение конструкции с углом в 45º.

В местностях с частыми и сильными ветрами не стоит слишком сокращать уклон в целях экономии. Излишне пологие крыши проигрывают в архитектурном отношении и не всегда способствуют снижению цифры расходов. В таких случаях чаще всего требуется усиление изоляционных слоев, что в противовес ожиданиям эконома приводит к удорожанию строительства.

Уклон стропилин выражается в градусах, в процентах или в формате безразмерных единиц, отображающих отношение половины метража пролета к высоте установки конькового прогона. Понятно, что градусами очерчивается угол между линией потолочного перекрытия и линией ската. Процентами редко пользуются из-за сложности их восприятия.

Самый распространенный метод обозначения угла наклона стропильных ног, применяемый как проектировщиками малоэтажных строений, так и строителями, это безразмерные единицы. Они в долях передают отношение длины перекрываемого пролета к высоте крыши. На объекте проще всего найти центр будущей фронтонной стенки и установит в нем вертикальную рейку с отметкой высоты конька, чем откладывать углы от края ската.

Расчет длины стропильной ноги

Длину стропилины определяют после того, как выбран угол наклона системы. Оба указанных значения нельзя отнести к числу точных величин, т.к. в процессе вычисления нагрузки как крутизна, так и следом за ней длина стропильной ноги может несколько изменяться.

К основным параметрам, влияющим на проведение расчетов длины стропил, относится тип карнизного свеса крыши, согласно чему:

Внешний край стропильных ног обрезается заподлицо с наружной поверхностью стены. Стропила в этой ситуации не формируют карнизный свес, защищающий конструкцию от осадков. Для защиты стен устанавливается водосток, закрепленный на прибитой к торцевому краю стропилин карнизной доске.
Обрезанные заподлицо со стеной стропила наращиваются кобылками для образования карнизного свеса. Кобылки крепят к стропилинам гвоздями после сооружения стропильного каркаса.
Стропила изначально раскраиваются с учетом длины карнизного свеса. В нижнем сегменте стропильных ног выбирают врубки в виде угла. Для формирования врубок отступают от нижнего края стропилин на ширину карнизного выноса. Врубки нужны для увеличения опорной площади стропильных ног и для устройства опорных узлов.

На стадии расчета длины стропильных ног требуется продумать варианты крепления каркаса крыши к мауэрлату, к перепускам или к верхнему венцу сруба. Если задумана установка стропилин заподлицо с внешним контуром дома, то расчет проводится по длине верхнего ребра стропилины с учетом размера зуба, если он используется для формирования нижнего соединительного узла.

Если стропильные ноги раскраиваются с учетом карнизного выноса, то длину рассчитывают по верхнему ребру стропилины вместе со свесом. Отметим, что применение треугольных врубок ощутимо ускоряет темпы возведения стропильного каркаса, но ослабляет элементы системы. Потому при расчетах несущей способности стропилин с выбранными углом врубками применяется коэффициент 0,8.

Среднестатистической шириной карнизного выноса признаны традиционные 55 см. Однако разброс может быть от 10 до 70 и больше. В расчетах используется проекция карнизного выноса на горизонтальную плоскость.

Есть зависимость от прочностных характеристик материала, на основании чего изготовитель рекомендует предельные значения. К примеру, производители шифера не советуют выносить кровлю за контур стен на расстояние свыше 10 см, чтобы накапливающаяся вдоль свеса крыши снежная масса не смогла повредить край карниза.

Крутые крыши не принято оборудовать широкими свесами, независимо от материала карнизы не делают шире 35 – 45 см. А вот конструкции с уклоном до 30º может отлично дополнить широкий карниз, который послужит своеобразным навесом в областях с избыточным солнечным освещением. В случае проектирования крыш с карнизными выносами по 70 и более см, их укрепляют дополнительными опорными стойками.

Как вычислить несущую способность

В сооружении стропильных каркасов применяются пиломатериалы, выполненные из хвойных пород древесины. Заготовленный брус либо доска должны быть не ниже второго сорта.

Стропильные ноги скатных крыш работают по принципу сжатых, изогнутых и сжато-изогнутых элементов. С задачами сопротивления сжатию и изгибу второсортная древесина превосходно справляется. Только в случае, если элемент конструкции будет работать на растяжение, требуется первый сорт.

Стропильные системы устраивают из доски или бруса, подбирают их с запасом прочности, ориентируясь на стандартные размеры выпускаемого поточно пиломатериала.

Расчеты несущей способности стропильных ног проводятся по двум состояниям, это:

Расчетное.
Состояние, при котором в результате приложенной нагрузки конструкция разрушается. Вычисления проводятся для суммарной нагрузки, которая включает вес кровельного пирога, ветровую нагрузку с учетом этажности постройки, массу снега с учетом уклона крыши.
Нормативное.
Состояние, при котором стропильная система прогибается, но разрушение системы не происходит. Эксплуатировать крышу в таком состоянии обычно нельзя, но после проведения ремонтных операций она вполне пригодна для дальнейшего использования.

В упрощенном расчетном варианте второе состояние является 70 % от первой величины. Т.е. для получения нормативных показателей расчетные значения нужно банально помножить на коэффициент 0,7.

Нагрузки, зависящие от климатических данных региона строительства, определяются по картам, приложенным к СП 20.13330.2011. Поиск нормативных значений по картам предельно прост – нужно найти место, где расположен ваш город, коттеджный поселок или другой ближайший населенный пункт, и снять показания о расчетном и нормативном значении с карты.

Усредненные сведения о снеговой и ветровой нагрузке следует скорректировать согласно архитектурной специфике дома. Например, снятое с карты значение надо распределять по скатам в соответствии с составленной для местности розы ветров. Получить распечатку с ней можно в местной метеослужбе.

С наветренной стороны постройки масса снега будет гораздо меньше, поэтому расчетный показатель умножают на 0,75. С подветренной стороны снежные залежи будут накапливаться, поэтому умножают тут на 1,25. Чаще всего чтобы унифицировать материал для строительства крыши, подветренную часть конструкции сооружают из спаренной доски, а наветренную часть устраивают стропилинами их одинарной доски.

Если неясно, какой из скатов будет с подветренной стороны, а какой наоборот, то лучше оба умножить на 1,25. Запас прочности вовсе не помешает, если не слишком сильно повысит стоимость пиломатериала.

Указанный картой расчетный вес снега еще корректируют в зависимости от крутизны крыши. Со скатов, установленный под углом 60º, снег будет сразу сползать без малейших задержек. В расчетах для таких крутых крыш поправочный коэффициент не применяют. Однако при более низком уклоне снег уже сможет задерживаться, поэтому для уклонов 50º применяется добавка в виде коэффициента 0,33, а для 40º она же, но уже 0,66.

Ветровую нагрузку определяют аналогичным образом по соответствующей карте. Корректируют значение в зависимости от климатической специфики области и от высоты дома.

Для расчета несущей способности основных элементов проектируемой стропильной системы требуется найти максимальную нагрузку на них, суммируя временные и постоянные величины. Никто же не будет усиливать крыши перед снежной зимой, хотя на даче лучше бы поставить страховочные вертикальные распорки на чердаке.

Кроме массы снега и давящей силы ветров в вычислениях необходим учет веса всех элементов кровельного пирога: установленной поверх стропилин обрешетки, самой кровли, утеплителя, внутренней подшивки, если она применялась. Весом паро- и гидроизоляционных пленок с мембранами принято пренебрегать.

Сведения о весе материалов указываются изготовителем в технических паспортах. Данные о массе бруска и доски берутся в приближении. Хотя приходящуюся на метр проекции массу обрешетки можно рассчитать, взяв за основу тот факт, что кубометр пиломатериалов весит в среднем 500 – 550 кг/м 3 , а аналогичный объем ОСП или фанеры от 600 до 650 кг/м 3 .

Приведенные в СНиПах значения нагрузок обозначены в кг/м 2 . Однако стропилина воспринимает и держит только ту нагрузку, которая непосредственно давит на этот линейный элемент. Для того чтобы сделать расчет нагрузки именно на стропила, совокупность природных табличных значений нагрузок и массы кровельного пирога умножают на шаг установки стропильных ног.

Приведенное к линейным параметрам значение нагрузки можно уменьшить или увеличить путем изменения шага – расстояния между стропилинами. Корректируя площадь сбора нагрузки, добиваются оптимальных ее значений во имя долгой службы каркаса скатной крыши.

Определение сечения стропилин

Стропильные ноги крыш различной крутизны выполняют неоднозначную работу. На стропила пологих конструкций действует в основном изгибающий момент, на аналоги крутых систем к нему добавляется еще сжимающее усилие. Потому в расчетах сечения стропил обязательно учитывается наклон скатов.

Расчеты для конструкций с уклоном до 30º

На стропильные ноги крыш указанной крутизны действует лишь изгибающее напряжение. Рассчитываются они на максимальный момент изгиба с приложением всех видов нагрузки. Причем временные, т.е. климатические нагрузки используются в вычислениях по максимальным показателям.

У стропилин, имеющих только опоры под обоими собственными краями, точка максимального изгиба будет находиться в самом центре стропильной ноги. Если стропилина уложена на три опоры и составлена из двух простых балок, то моменты максимального изгиба придутся на середины обоих пролетов.

У цельной стропилины на трех опорах максимальный изгиб будет в районе центральной опоры, но т.к. под изгибающимся участком находится опора, то направлен он будет вверх, а не так как у предыдущих случаев вниз.

Для нормальной работы стропильных ног в системе необходимо выполнить два правила:

Внутреннее напряжение, сформированное в стропилине при изгибе в результате приложенной к ней нагрузки, обязано быть меньше расчетного значения сопротивления пиломатериала на изгиб.
Прогиб стропильной ноги должен быть меньше нормируемого значения прогиба, который определен соотношением L/200, т.е. прогнуться элементу разрешается только на одну двухсотую долю его реальной длины.

Дальнейшие вычисления состоят в последовательном подборе размеров стропильной ноги, которые в результате удовлетворят указанным условиям. Для вычисления сечения имеются две формулы. Одна из них используется для определения высоты доски или бруса по произвольно заданной толщине. Вторая формула применяется для расчета толщины по произвольно заданной высоте.

В вычислениях необязательно пользоваться обеими формулами, достаточно применить только одну. Полученный в итоге расчетов результат проверяют по первому и второму предельному состоянию. Если расчетная величина получился с внушительным запасом по прочности, вводимый в формулу произвольный показатель можно уменьшить, чтобы не переплачивать за материал.

Если расчетная величина момента изгиба получится больше, чем L/200, то произвольное значение увеличивают. Подбор проводится в соответствии со стандартными размерами имеющихся в продаже пиломатериалов. Так подбирают сечение до того момента, пока не будет подсчитан и получен оптимальный вариант.

Рассмотрим простой пример вычислений по формуле b = 6Wh². Предположим, h = 15 см, а W это отношение M/R изг. Величину М вычислим по формуле g×L 2 /8, где g – суммарная нагрузка, вертикально направленная на стропильную ногу, а L – это длина пролета, равная 4 м.

R изг для пиломатериалов из хвойных пород принимаем в соответствии с техническим нормами 130 кг/см 2 . Допустим, суммарную нагрузку мы рассчитали заранее, и она у нас получилась равной 345 кг/м. Тогда:

M = 345 кг/м × 16м 2 /8 = 690 кг/м

Чтобы перевести в кг/см делим результат на 100, получаем 0,690 кг/см.

W = 0,690 кг/см/130 кг/см 2 = 0,00531 см

B = 6 × 0,00531 см × 15 2 см = 7,16 см

Округляем результат как положено в большую сторону и получаем, что для устройства стропил с учетом приведенной в примере нагрузки потребуется брус 150×75 мм.

Проверяем результат по обоим состояниям и убеждаемся в том, что нам подходит материал с рассчитанным сейчас сечением. σ = 0,0036; f = 1,39

Для стропильных систем с уклоном свыше 30º

Стропила крыш крутизной более 30º вынуждены сопротивляться не только изгибу, но и силе сжимающей их вдоль собственной оси. В этом случае помимо проверки по описанному выше сопротивлению на изгиб и по величине изгиба нужно рассчитывать стропилины по внутреннему напряжению.

Т.е. действия выполняются в аналогичном порядке, но проверочных расчетов несколько больше. Точно также задается произвольная высота или произвольная толщина пиломатериала, с ее помощью рассчитывается второй параметр сечения, а затем проводится проверка на соответствие вышеперечисленным трем техническим условиям, включая сопротивление сжатию.

При необходимости в усилении несущей способности стропилины вводимые в формулы произвольные значения увеличивают. Если запас прочности достаточно большой и нормативный прогиб ощутимо превышает вычисленное значение, то есть смысл еще раз выполнить расчеты, уменьшив высоту или толщину материала.

Подобрать первоначальные данные для производства расчетов поможет таблица, в которой сведены общепринятые размеры выпускаемых у нас пиломатериалов. Она поможет подобрать сечение и длину стропильных ног для первоначальных вычислений.

Видео о проведении расчетов стропилин

Ролик наглядно демонстрирует принцип выполнения расчетов для элементов стропильной системы:

Выполнение расчетов несущей способности и угла установки стропил – важная часть проектирования каркаса крыши. Процесс непростой, но разобраться в нем необходимо и тем, кто производит расчеты вручную, и тем, кто пользуется расчетной программой. Нужно знать, где брать табличные величины и что дают расчетные значения.

Система стропил двускатной кровли — это конструкция довольно простая и доступна для обустройства своими руками даже домашним строителям. Необходимо только предварительно сделать расчет стропильной системы двускатной крыши, познакомиться с этапами и способами ее возведения, подсчитать требуемые материалы для монтажа. Во время расчетов необходимо учитывать, что у двускатной кровли несущая способность будет зависеть от воздействия на нее нагрузок от веса материалов, снега, ветра.

Чтобы процесс установка стропил двухскатной крыши своими руками дался вам максимально просто, ниже описана пошаговая и подробная инструкция по монтажу.

Основные требования к материалам

Для установки стропильной системы наилучшим вариантом является выбор пиломатериалов из хвойной древесины
— лиственницы, ели или сосны, I — III сорта.

Делается из бруса или досок II сорта, для стропил материал используется не ниже II сорта, обрешетка изготавливается из пиломатериала II-III сорта, для прогонов и стоек используется материал II сорта, это будет зависеть от особенностей кровли. На подкладки и накладки можно использовать материал III сорта. Затяжки и ригели делаются из материала I сорта.

Пиломатериал хранить необходимо под навесом
, обеспечивая защиту от влаги и солнца. Для складирования площадку необходимо выровнять, для вентиляции переложить пиломатериал подкладками.

Для конструкции стропильной системы двускатной крыши будут необходимы крепежные элементы: пластины, стяжки, болты с гайками и шайбами, шпильки, монтажная лента, саморезы с прокладками ЕРДМ с толщиной 2,9 мм, оцинкованные кронштейны.

Кронштейны используются для крепежа мауэрлата
, их крепят саморезами или гвоздями. КР уголки препятствуют смещению стропил и необходимы для крепежа к мауэрлату стропил. Весь материал для крепежа обязан иметь защиту от коррозии и быть изготовлен из качественного материала.

Инструменты

Для установки системы стропил двускатной кровли будет необходим такой набор инструментов:

В целях безопасности весь инструмент на крыше необходимо содержать в специальной сумке.

Разновидности для двускатной крыши стропильных систем

Насланная стропильная система

Опирается на стойки и мауэрлат, которые установлены на внутреннюю стену, с равным шагом стропилам. Дополнительно для придания жесткости устанавливают подкосы при пролетах более 6 м
.

Висячие стропила

Если дом небольшой ширины, то можно сделать установку систем стропил, когда они без промежуточных опор опираются на стены или мауэрлат. Максимальная ширина — 10 метров. В некоторых случаях эти крыши можно ставить без мауэрлата. Стропильная система ставится на стену с применением прокладок, в этом варианте на стропила действует изгибающий момент.

Для того чтобы разгрузить, устанавливают металлические или деревянные накладки
. Они прочно фиксируют угол. Для висячей стропильной системы большего пролета устанавливают подкосы и бабку. Стропило для висячих систем ставят большего сечения, и выбирают пиломатериал не ниже III сорта.

Расчет системы стропил

Приблизительный расчет нагрузки от ветра и снега производится по табличным значениям СНиП
с учетом температурной зоны и высоты здания. Нагрузка от снега равняется его весу, помноженного на коэффициент, который зависит от уклона ската. Все данные расчеты производят при проектировании.

А если делается монтаж стропильной системы двускатной крыши для небольшого здания, и нет проекта? Необходимо посмотреть на строительство такого же здания по соседству, сделанного по проекту, по площади крыши одинаковой с вашим сооружением. Система стропил двускатной крыши будет являться образцом.

Также можно использовать онлайн-калькулятор для двускатной крыши, он сможет помочь вам рассчитать предельную нагрузку на кровлю, необходимое количество обрешетки, углы наклона стропил, а также материалы, которые потребуются для строительства кровли этого типа при заданных размерах. На калькуляторе вы сможете рассчитать кровлю из таких часто используемых материалов, как ондулин, шифер, металлочерепица, битумная, цементно-песчаная и керамическая черепица, и иных кровельных материалов.

Размеры бруса для стропила

Конек укладывается на верхней точке, он необходим для соединения стропил. Высота конька будет зависеть от наклона крыши. Выбор материала покрытия влияет на наклон. Минимальный уклон следующий:

Оптимальный угол 30-40 градусов наклона создает быстрый сброс снега и воды. В районах с сильными ветрами, крышу делают пологой, и в этом случае угол уклона находится в диапазоне 25-40 градусов.

Кровля не заканчивается на уровне стен, ее нужно продлить наружу на 50 см. В этом случае вода не заливается фундамент и не попадает на стену.

Пошаговая установка конструкции системы стропил двускатной кровли

Система стропил двускатной кровли состоит из таких элементов:

Монтаж мауэрлата

Мауэрлат равномерно распределяет нагрузку на стены дома, его монтаж выполняется несколькими способами:

распространенный и простой вариант для обычных кровель, крепление катанкой;
шпильки устанавливают в кладку;
к стене крепиться через железобетонный армированный пояс со шпильками.

Для чего используют брус сечением 10×10 см,15×15 см или 20×20 см. Какое подбирать сечение, будет зависеть от покрытия кровли и ее размеров. Мауэрлат по длине стыкуют, для чего нужно сделать запил длиной 50 см, по 10 см, уложить бруски и зафиксировать шпильками.

Мауэрлат в углах связывают в полбруса врубками, фиксируют болтами или скобами. Мауэрлат у деревянных сооружений – это последний венец. На стенах из кирпича нужно сделать армированный монолитный железобетонный пояс, размером 40×30 см. По поясу для крепления установить штыри с резьбой в диаметре 12 мм, через каждые 1,2 см.

В мауэрлате для двускатной кровли необходимо просверлить отверстия размером 12 мм
, уложить его так, чтобы штыри попали в отверстия. Затянуть сверху гайками. Под брусок предварительно укладываем несколько слоев толя или рубероида. С внешней стороны стены нужно заложить мауэрлат кирпичом. Укладку мауэрлата делают на основание ровное, по вертикали и горизонтали. Необходимо проверить диагонали и уровнем определить горизонтальность поверхности. Если необходимо, то выровнять подкладками.

Инструкция монтажа стоек, лежней, затяжек, подкосов и стропил двускатной крыши

Монтаж системы стропил двускатной кровли своими руками
производится в таком порядке:

Стропильные ноги друг с другом соединяются на коньке
. Опишем наиболее распространенные узлы соединения системы стропил:

Выполняют пропилы возле одной ноги и запил около другой. Устанавливают одну ногу в пропил другой и фиксируют болтом.
Накладки устанавливают металлические или деревянные.
В прогон с помощью врубок крепят болтами или гвоздями.

Монтаж обрешетки своими руками

Обрешетка обустраивается по стропилам кровли. Она требуется для распределения на стропила нагрузки от снега и кровельного материала, а также служит в качестве воздушного зазора между стропильной системой и кровлей.

Конструкция обрешетки будет зависеть от используемого кровельного материала:

В качестве пиломатериала для изготовления обрешетки обычно выбирают сосну первого сорта. Ширину рекомендуется брать не более 15 см. При большей ширине доски могут деформироваться и повредить настил кровли. Длина гвоздей должна в 3 раза быть больше толщины обрешетки. Доски укладывают вдоль конька.

Сплошную обрешетку делают по скату крыши
. Первым слоем укладывают доску вдоль конька, от нее с шагом 50-100 см следующую и затем все повторяют. Следующим слоем нужно стелить обрешетку по направлению вдоль стропил. Соединения между досками делаются в разбежку и только на стропилах. Гвоздь в древесину утапливается с головкой полностью.

Карнизные свесы

Карнизные свесы нужно сделать для защиты от атмосферных осадков, эти элементы выполняют эстетическую роль. Их нужно установить плотно без щелей. Это завершающий этап по обустройству двускатной кровли.

Фронтон

Двускатная крыша имеет два фронтона
, которые выглядят в форме треугольника, с вершиной возле конька, при этом со скатами кровли боковые стороны должны совпадать. Фронтоны ограждают чердачное помещение и поддерживают стропила, придают устойчивость кровли и защищают от осадков и ветра.

В деревянных конструкциях фронтон делается каркасным. В кирпичных конструкциях, из кирпича или каркасными. Фронтоны из газоблока или кирпича, делаются раньше устройства крыши и при этом требуют довольно точного исполнения. Каркасные фронтоны устанавливаются в подготовленный проем, когда уже собрана стропильная система.

Каркас изготавливают из досок или брусков
. Все части каркаса соединяют в пол дерева или на шипах, все закрепляется гвоздями. Обшивают, прибивая сайдинг, вагонку или доски, соблюдая в отделке фасада дома колористку. Для обустройства проема окна, под него нужно сделать по размерам дополнительный каркас. Когда чердак утепленный, то фронтон также необходимо утеплить. Утеплитель нужно заложить в середину каркаса. Утеплитель используется минераловатный с низкой горючестью. С внешней стороны обивают каркас ветрозащитной мембраной или гидро-ветрозащитной пленкой, под отделочный материал с внутренней стороны прибивают паронепроницаемую мембрану или паронепроницаемую пленку.

Подводя итог

Как видно, невзирая на кажущуюся простоту и легкость, план стропил двускатной крыши содержит в себе множество различных подводных камней. Однако, опираясь на приведенные выше рекомендации и способы монтажа, вы без проблем сможете соорудить своими руками надежную конструкцию.

Крыша в здании предназначена для удержания внешних нагрузок и их перераспределения на несущие стены или опорные сооружения. К таким нагрузкам относится вес кровельного пирога, масса самой конструкции, вес снежного покрова и так далее.

Крыша располагается на стропильной системе. Так называется каркасная конструкция, на которую фиксируется кровля. Она принимает все внешние нагрузки, распределяя их по опорным сооружениям.

Стропильная система двухскатной крыши включает в себя следующие элементы:

Мауэрлат;
Подкосы и раскосы;
Боковые и коньковые прогоны;
Стропильные ноги.

Стропильной фермой называется конструкция, включающая в себя все перечисленные элементы за исключением мауэрлата.

Расчет нагрузок двухскатной крыши

Постоянные нагрузки

Первым видом называются такие нагрузки, которые действуют на кровлю всегда (в любой сезон, время суток и так далее). К ним относится вес кровельного пирога и различного оборудования, установленного на крыше. Например, вес спутниковой антенны или аэратора. Необходимо вычислить вес всей стропильной конструкции вместе с крепежами и различными элементами. Профессионалы для выполнения этой задачи используют компьютерные программы, а также специальные калькуляторы.

Расчет двухскатной кровли основывается на вычислении нагрузок на стропильные ноги. В первую очередь нужно определить вес кровельного пирога. Задача довольно простая, необходимо просто знать используемые материалы, а также размеры крыши.

В качестве примера вычислим вес кровельного пирога с материалом ондулин. Все значения берутся приблизительно, высокая точность здесь не требуется. Обычно строители выполняют расчеты веса квадратного метра кровли. А потом данный показатель умножается на общую площадь крыши.

Кровельный пирог состоит из ондулина, слоя гидроизоляции (в данном случае — изоляции на полимерно-битумной основе), слоя теплоизоляции (будет вестись расчет веса базальтовой ваты) и обрешетки (толщина досок составляет 25 мм). Вычислим вес каждого элемента по отдельности, а потом сложим все значения.

Расчет кровли двухскатной крыши:

Квадратный метр кровельного материала весит 3.5 кг.
Квадратный метр гидроизоляционного слоя весит 5 кг.
Квадратный метр утеплителя весит 10 кг.
Квадратный метр обрешетки весит 14 кг.

Теперь вычислим общий вес:

3.5 + 5 + 10 + 14 = 32.5

Полученное значение нужно умножить на коэффициент поправки (в данном случае он равен 1.1).

32.5 * 1.1 = 35.75 кг

Получается, что квадратный метр кровельного пирога весит 35.75 кг. Остается умножить данный параметр на площадь крыши, тогда получится рассчитать двухскатную крышу.

Переменные нагрузки на кровлю

Переменными называются такие нагрузки, которые действуют на крышу не постоянно, а сезонно. Ярким примером является снег в зимнее время. Снежные массы оседают на кровле, создавая дополнительное воздействие. Но весной они тают, соответственно, давление снижается.

К переменным нагрузкам относится и ветер. Это тоже погодное явление, которое действует не всегда. И таких примеров очень много. Поэтому важно учитывать переменные нагрузки при расчете длины стропил двускатной крыши. При вычислении нужно брать во внимание множество различных факторов, воздействующих на крышу здания.

Теперь подробнее рассмотрим снеговые нагрузки. При расчете данного параметра нужно использовать специальную карту. Там размечена масса снежного покрова в различных регионах страны.

Для вычисления данного вида нагрузки используется следующая формула:

Где Sg — показатель местности, взятый по карте, а µ — поправочный коэффициент. Он зависит от уклона крыши: чем уклон сильнее, тем меньше коэффициент поправки. И тут есть важный нюанс — для крыш с уклоном от 60 o его совсем не учитывают. Ведь с них снег будет просто скатываться, а не скапливаться.

Вся страна разделена на районы не только по массе снега, но и по силе ветров. Имеется специальная карта, на которой можно узнать данный показатель в определенной местности.

При расчете стропил кровли ветровые нагрузки определяются по следующей формуле:

Где x — коэффициент поправки. Он зависит от месторасположения строения и его высоты. А W o — параметр, выбранный по карте.

Расчет размеров стропильной системы

Когда с расчетом всех видов нагрузок покончено, можно переходить вычислению размеров стропильной системы. Выполнение работы будет отличаться в зависимости от того, какая конструкция крыши планируется.

В данном случае рассматривается двухскатная.

Сечение стропильной ноги

Расчет стропильной ноги основывается на 3 критериях:

Нагрузки из предыдущего раздела;
Удаленность перил;
Длина стропил.

Существует специальная таблица сечений стропильных ног, в которой можно узнать данный показатель, основываясь на вышеописанных критериях.

Длина стропил в двускатной крыше

При расчетах вручную потребуются базовые знания геометрии, в частности — теоремы Пифагора. Стропило — гипотенуза прямоугольного треугольника. Ее длину получится узнать, если разделить длину катета на косинус противолежащего угла.

Рассмотрим конкретный пример:

Требуется расчет длины стропил двухскатной крыши для дома с шириной 6 м, у которого наклон скатов равен 45 o . Пусть L будет длиной стропил. Подставим все данные в формулу.

L = 6 / 2 / cos 45 ≈ 6 / 2 / 0.707 ≈ 4.24 метра.

К полученному значению нужно прибавить длину козырька. Она приблизительно равна 0.5 м.

4.24 + 0.5 = 4.74 метра.

На этом исчисление длины стропил для двухскатной крыши закончено. Это был ручной способ выполнения задачи. Существуют специальные компьютерные программы, предназначенные для автоматизации данного процесса. Проще всего использовать «Аркон». Это полностью бесплатная программа, с которой легко разберется даже плохо разбирающийся в компьютерах человек.

Достаточно просто указать вводные параметры на основании размеров дома. Программа самостоятельно выполнит расчеты и покажет необходимое сечение, а также длину стропил двускатной крыши.

Кровля является одним из основных элементов крыши, которая принимает на себя все удары, поступающие с атмосферы.

Главная функция заключается в отводе воды и рассредоточения нагрузки на верхушку здания после выпадения снега.

Качественная кровля ценится за длительную эксплуатацию и приятный внешний вид.

Расчет крыши онлайн (калькулятор с чертежами) — поможет вам произвести надежный расчет количества кровельного покрытия, стропил и обрешетки.

В строительстве различают несколько видов покрытий
, которые в свою очередь делят еще на подвиды. К самым распространенным поверхностям зданий относят плоскую
(бывает эксплуатируемой и неэксплуатируемой) и чердачную
(сюда входит целая группа кровель: , конические и другие). Без сомнения, когда речь идет о выборе вида крыши, актуальным становится дальнейшее определение поверхностного материала.

Среди популярнейших типов упоминают:

, алюминиевый фальц и другие металлические кровли;
сланцевое покрытие;
крыша, созданная на основе природных материалов.

Кровельные материалы

В состав стропильной системы
входит множество строительных «запчастей», но главными в этом широком списке являются:

скаты (наклонные плоскости),
обрешетка,
стропила,
брус мауэрлат.

Кроме того, определенную роль в процессе укрытия и дальнейшего функционирования крова занимает , желоб, аэратор, труба для водоотвода и другие.

Стропильная система представляется в виде несущей системы
, в основе которой наклонные стропильные ноги, вертикальные стойки, а также наклонные подкосы. В некоторых случаях возникает необходимость использования подстропильных балок, которыми «свяжут» стропильные ноги. Различают стропила висячие и наслонные
. В первой группе отдельно выделяют фермы со шпалами.

Устройство кровли

Следующих слоем в конструкции мансардной крыши служит обрешетка
, которая настилают поверх ног стропильной системы. Таким образом появляется некий фундамент для кровельного настила, а также существенно расширяется пространственная составляющая стрехи. Чаще всего данный элемент изготавливают либо из дерева, либо из металла.

Своей ниши ответственности придерживается и мауэрлат. Он выполняет функцию опора для стропил по краям
, а укладывают его на наружную стену по периметру. Брус обычно является пиломатериалом (тобишь сделанный из древесины), но вполне разумно, если в случае наличия специального каркаса из металла будет применяться аналогичное содержимое для подготовки мауэрлата.

Расчет кровли онлайн калькулятор

Как рассчитать крышу дома и как рассчитать материал на крышу быстро и без ошибок? В этой вам может специально разработанный сервис — строительный калькулятор для расчета кровли частного дома. Калькулятор рассчитывает количество
, вес, и многое другое.

Обозначения полей калькулятора

Укажите кровельный материал:

Выберите материал из списка —
Шифер (волнистые асбоцементные листы): Средний профиль (11 кг/м2)
Шифер (волнистые асбоцементные листы): Усиленный профиль (13 кг/м2)
Волнистые целлюлозно-битумные листы (6 кг/м2)
Битумная (мягкая, гибкая) черепица (15 кг/м2)
Из оцинкованной жести (6,5 кг/м2)
Листовая сталь (8 кг/м2)
Керамическая черепица (50 кг/м2)
Цементно-песчаная черепица (70 кг/м2)
Металлочерепица, профнастил (5 кг/м2)
Керамопласт (5,5 кг/м2)
Фальцевая кровля (6 кг/м2)
Полимер-песчаная черепица (25 кг/м2)
Ондулин (еврошифер) (4 кг/м2)
Композитная черепица (7 кг/м2)
Натуральный сланец (40 кг/м2)
Указать вес 1 кв метра покрытия (? кг/м2)

кг/м 2

Введите параметры крыши (фото выше):

Ширина основания A (см)

Длина основания D (см)

Высота подъема B (см)

Длина боковых свесов С (см)

Длина переднего и заднего свеса E (см)

Стропила:

Шаг стропил (см)

Сорт древесины для стропил (см)

Рабочий участок бокового стропила (не обязательно) (см)

Расчёт обрешётки:

Ширина доски обрешётки (см)

Толщина доски обрешётки (см)

Расстояние между досками обрешётки
F (см)

Расчёт снеговой нагрузки (на фото ниже):

Выберите ваш регион

1 (80/56 кг/м2)
2 (120/84 кг/м2)
3 (180/126 кг/м2)
4 (240/168 кг/м2)
5 (320/224 кг/м2)
6 (400/280 кг/м2)
7 (480/336 кг/м2)
8 (560/392 кг/м2)

Расчёт ветровой нагрузки:

Ia
I
II
III
IV
V
VI
VII

Высота до конька здания

5 м
от 5 м до 10 м
от 10 м

Тип местности

Открытая местность
Закрытая местность
Городские районы

Результаты расчетов

Угол наклона крыши: 0
градусов.

Угол наклона подходит для данного материала.

Угол наклона для данного материала желательно увеличить!

Угол наклона для данного материала желательно уменьшить!

Площадь поверхности крыши: 0
м 2 .

Примерный вес кровельного материала: 0
кг.

Количество рулонов изоляционного материала с нахлестом 10% (1×15 м): 0
рулонов.

Стропила:

Нагрузка на стропильную систему: 0
кг/м 2 .

Длина стропил: 0
см.

Количество стропил: 0
шт.

Обрешетка:

Количество рядов обрешетки (для всей крыши): 0
рядов.

Равномерное расстояние между досками обрешетки: 0
см.

Количество досок обрешетки стандартной длиной 6 метров: 0
шт.

Объем досок обрешетки: 0
м 3 .

Примерный вес досок обрешетки: 0
кг.

Регион снеговой нагрузки

Расшифровка полей калькулятора

Нагрузки, воздействующие на крышу

Вероятно, что когда дело доходит до выбора типа крыши и кровли, следует руководствоваться не только визуальными требованиями. В первую очередь необходимо уделить внимание изучению вопроса нагрузки на вальму.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!

На кровлю влияют не только осадки и их объемы
— температурная нестабильность и всевозможные причины физико-механического происхождения также оказывают серьезное давление на поверхность.

Причин и источников воздействия много, но ведущими является снег и ветер.
Что уж говорить, если строительные нормы требуют в обязательном порядке высчитывания на будущий навес. Расчет имеет ярко выраженную индивидуальность в виду различий объемов снегового покрова, который выпадает в том или ином регионе.

Ветровая нагрузка не такая уж безобидная, как может показаться на первый взгляд. В некоторых случаях приходится говорить и о нагрузке из-за веса одного из элементов вальмы. Чаще всего в роли утяжелителя выступает обрешетка или кровля.

Актуальным вопрос нагрузки предстает перед теми, кто собирается использовать чердачное помещение круглогодично
. В таком случае необходимо масштабное утепление (скаты, боковые стены и др.), что приводит к существенному увеличению силы давления на поверхность стен. Когда же чердак не планируют переводить в жилое помещение, тогда утеплять нужно одно лишь перекрытие.

Несущая конструкция стрехи также может оказывать ощутимую нагрузку собственным весом. В сложившейся ситуации показатели нагрузки определяют принимая во внимание усредненную плотность материалов и проектные значения параметров конструктивного и геометрического характера.

Все вышеперечисленные факторы воздействия не так просты в анализе, но к счастью, уже давно разработаны все необходимые СНиПы
, к нормам которых можно обратиться в любой момент.

Расчет площади покрытия

Неминуем в любом проектирования навеса. Если поверхность дома будет отображена в односкатной плоскостью, тогда Вам крупно повезло с вычислениями.

В подобных условиях измерьте длину и ширину сооружения, сложите показатели условных свесов и затем два результата умножьте один на другой.

Когда же дело касается кровли, тогда следует использовать в расчете еще несколько позиций, среди которых угол наклона того или иного элемента. Прежде всего, рекомендуем все емкие детали покрытия разделить на определенные части (к примеру на треугольники).

В случае с двускатной поверхностью, следует умножить площадь каждой наклонности по отдельности на косинус наклонного угла. Наклонный угол — это цифра, взятая с пересечения ската и перекрытия. Что касается измерения длины одной наклонной, то упомянутый параметр следует фиксировать на имеющемся расстоянии от конька до края карниза.

Расчет площади кровли

Следовательно, алгоритм решения во всех проектах, в которых используются скатные стрехи — аналогичен. По завершению отмеченных действий, для того чтобы узнать площадь домового купола Вам понадобится просуммировать полученные результаты.

На стройскладах и в соответствующих магазинах могут продавать скаты с формой неправильного многоугольника. В таком случае вспомните совет, который уже звучал в материале — разделите плоскость на одинаковые геометрические фигуры и после окончания расчетов просто прибавьте их между собой.

Расчет количества материалов для кровли на примере металлочерепицы

Металлочерепицу следует начать рассматривать с угла наклона, о котором уже вспоминали в предыдущем пункте. Если говорить о крайностях, то есть все теоретические основания говорить об интервале 11-70 градусов
. Вот только практика, как известно, вносит свои коррективы и не всегда они совпадают с теорией.

Специалисты утверждают, что 45 градусов — это оптимальный угол наклона.

Тем более, если речь идет о крыше дома, которая находится в местности с минимальным количеством осадков, что не требует значительных наклонов. Если же снег является довольно частым гостем, тогда 45 градусов окажется самым оптимальным вариантов, вот только из-за повышения ветрового давления нужно будет укрепить обрешетку и стропильную систему. К тому же, чем больше наклон, тем больше материала уйдет на стреху.

Рассмотрим алгоритм вычисления на примере двускатной крыши:

Пускай наклонный угол будет выражен буквой А, а ½ покрываемого пролета — В, высота будет Н.
Вводим действие по нахождению тангенса, которое решается путем деления Н на В. Упомянутые величины мы знаем, поэтому используя таблицу Брадиса находим значение угла наклона А через арктангенс (Н/В).
Лучше для решения столь серьезных действий применить калькулятор, способный вычислять обратные тригонометрические функции. Затем умножив В на длину покрытия найдем площадь каждой наклонности.

Касательно расходов материала, то к подобным расчетам обращаются уже на завершающей стадии проектирования. Для начала необходимо рассчитать площадь поверхности, которую будут настилать и непосредственно размеры кровельного материала. В качестве примера приведем металлочерепицу.

Площадь крыши

Итак, параметр реальной ширины равен 1180 мм, эффективной — 1100 мм.
Теперь переходим к вычислению длины покрытия дома, о котором мы уже рассказывали. Поскольку разбираем выдуманный расчет в качестве примера, пусть упомянутый показатель будет равен 6 метрам.

Это число делим на эффективную ширину и получаем 5,45. Решение действия отображает количество нужных листов и поскольку число вышло не целым, по понятным причинам округляем в сторону увеличения.

Таким образом, нам понадобится 6 листов металлочерепицы для настила одного ряда по длине стрехи.
Переходим к расчету количества листов по вертикали.

Для измерения вертикального ряда следует учитывать размер нахлеста (обычно принимают в значении 140-150 мм), расстояние между коньком и карнизом, а также длину карнизного свеса.

Пусть расстояние составит 4 метра, а свес — 30 см. Совершив несложное приплюсование получим размер 4,3 метра. Возьмем условную длину листа металлочерепицы в качестве 1 метра. С учетом нахлеста эффективная длина одной кровельной единицы составит 0,85 м.

После этого результат 4,3 м поделим на эффективную длину и на исходе получим 5,05 листа. В таком небольшом отклонении от целого числа советуем округлить на уменьшение.

Расчет паро- и гидроизоляции

— и считается очень просто. Для этого нужно просто покрываемую площадь поделить на аналогичный параметр кровельного настила. К примеру, речь идет о двускатном навесе.

Условно берем длину ската 5 метров, а ширину 4 м. Следовательно площадь одной единицы равна 20 кв. м, а общий показатель для двух скатов составит 40 кв. м. Паро- и гидроизоляционный материал принято считать по рулонам.

Полезное видео

Видео инструкция по расчету крыши:

Вконтакте

Прочность кровли здания зависит от того, насколько правильно выполнен расчет стропил. В данной конструкции значение имеют все параметры: длина, угол наклона крыши, сечение балок.

Факторы, которые необходимо учитывать при расчете

Расчет сечения стропил и их длины выполняется в несколько этапов. На первом этапе производится расчет снеговой и ветровой нагрузки для выбранной конфигурации крыши с учетом поправочных коэффициентов для высоты строения и угла наклона ската.

Затем прибавляется нагрузка от веса кровельного материала, утеплителя и обрешетки. К полученной суммарной нагрузке прибавляется 10 % для запаса по прочности. Итоговое значение используется для расчета стропил.

Выполнить грамотный расчет довольно трудно, если не учитывать силу и частоту оказываемых на них нагрузок.

Факторы, оказывающие влияние на крышу, делятся на три группы:

постоянные нагрузки;
переменные нагрузки;
особые нагрузки.

Постоянные нагрузки действуют на элементы конструкции, не переставая, независимо от времен года.

К ним относятся масса крыши, гидроизоляция, обрешетка, пароизоляция, теплоизоляция и все отдельные части кровли, имеющие неизменяемый вес и оказывающие давление на стропильную систему.

Масса односкатной или двухскатной крыши увеличивается, когда на ней устанавливаются массивные устройства и аппараты – антенны, вентиляция, снегозадержатели и прочее.

Сильное влияние на прочность стропил односкатной и двускатной кровли оказывает вес снегового слоя, дующий ветер и поднимающиеся на крышу рабочие.

Такие нагрузки называются переменными, так как она имеет периодичный характер – сильное давление сменяется его отсутствием.

К особому типу относятся нагрузки, возникающие в регионах, где часто бывают ураганы или землетрясения.

При таком типе нагрузок во время конструирования и постройки зданий учитывают дополнительный запас прочности.

Расчет для стропил крыши – довольно непростая задача, неспециалист с ней может не справиться.

Расчет нагрузки на стропила

Ветровая нагрузка рассчитывается упрощенно следующим образом: региональный показатель ветровой нагрузки умножаем на поправочный коэффициент. Региональный показатель берется из СНиП по карте ветровых нагрузок.

Поправочный коэффициент для строений по высоте:

ниже пяти метров берется в диапазоне 0,5 – 0,75;
от пяти до десяти метров – 0,65 – 1,0;
от десяти до двадцати метров – 0,85 – 1,25.

Меньшее значение коэффициента применяется для застроенных или лесистых территорий, где сила ветра усмиряется препятствиями, большее значение берется для открытой местности.

В том случае, если строение расположено на открытой хотя бы с одной стороны территории, тоже применяется большее значение диапазона.

Снеговая нагрузка вычисляется сходным образом – показатель снеговой нагрузки умножаем на поправочный коэффициент.

Коэффициент зависит от угла наклона крыши:

пологий скат с наклоном до 25 градусов имеет коэффициент, равный 1,0;
у ската с углом наклона от 25 до 60 градусов коэффициент составляет 0,7;
если угол наклона ската превышает 60 градусов, то снеговая нагрузка не учитывается.

Показатель снеговой нагрузки указан на соответствующей карте СНиП аналогично карте ветровых нагрузок.

Если строение расположено близко к границе двух регионов, то используется значение для региона с наибольшим показателем.

Полученные значения ветровой и снеговой нагрузки суммируются. Итоговое значение, полученное на данном этапе расчетов, называется показателем переменных нагрузок.

Расчет постоянных нагрузок, действующих на стропильную систему, зависит от выбранного типа кровли.

Постоянные нагрузки рассчитываются для кровельного «пирога» путем сложения веса его компонентов — обрешетки, утеплителя, гидроизоляции, кровельного материала.

Вес наиболее распространенных кровельных материалов:

цементно-песчаная черепица: 20 — 30 кг на метр квадратный;
шифер: 10 — 14 кг на метр квадратный;
битумная черепица: 6 — 8 кг на метр квадратный;
металлочерепица: 3,5 — 4,5 кг на метр квадратный;
ондулин: 3 кг на метр квадратный.

Из приведенных данных следует, что статическая нагрузка может варьироваться в зависимости от выбранного типа используемого кровельного материала.

Сложив значения статической и переменной нагрузок и прибавив 10 % для запаса по прочности, получаем итоговое значение, которое будет использоваться для дальнейшего расчета стропил.

Расчет размера и шага стропил для односкатных и двухскатных крыш

Для точного расчета стропильной системы существуют специализированные программы и онлайн-калькуляторы.

Однако для простой односкатной и двухскатной крыши необходимые параметры можно вычислить самостоятельно без их помощи.

Следует учесть, что стропило должно выступать наружу за край стены не менее чем на 60 см. Стандартная длина стропила составляет 6 м. При необходимости, проводя расчет длины, ее можно нарастить.

Расчет шага для стропил должен учитывать расстояние между ними в диапазоне 60 — 100 см. Чем больше нагрузка, тем чаще необходимо устанавливать стропила.

Общее количество стропил на скат крыши равно длине ската, деленной на величину шага стропил, плюс одно стропило. Соответственно, для двухскатной крыши это число надо удвоить.

Чем рассчитанный шаг стропил реже, тем шире стропильный брус. Для несущих конструкций двускатной или односкатной крыши этот размер должен составлять не менее 15 см для крупных строений, а для дачных построек (сараев, беседок и бань) – 10 см.

Затем устанавливается количество стропил на один скат. Для этого его длину следует разделить на шаг установки. Если дом двускатный, то полученное значение следует удвоить.

Выбор подходящего сечения стропила зависит от шага стропил и их длины:

Длина стропила, см	Шаг стропила, см	Сечение стропила, см
До 600	140	10х20
До 600	100	8х20
До 400	180	9х18
	140	8х18
	100	8х16
До 300	180	9х10
До 300	120	8х10

Для уменьшения деформаций стропил и балок в процессе эксплуатации лучше всего для стропильной системы использовать сухой пиломатериал.

При выборе балок для стропил необходимо обратить внимание на отсутствие трещин и сучков.

В самом распространенном случае для двухскатной крыши одноэтажного строения, крытого шифером, целесообразно использование деревянного стропила сечением 5х15 см.

Разновидности стропильных конструкций

Перед началом кровельных работ нужно подобрать оптимальный вариант стропильной конструкции. Каждый из них имеет свои плюсы и минусы.

Классификация стропильных систем:

висячие;
наслонные;
гибридные.

Если кровля стандартной ширины 6 м (соответственно, такая длина ноги стропила), то подойдут висячие системы. За счет фиксации концов к коньку крыши и несущей стене производится крепление.

Кроме того, устанавливают затяжку, препятствующую деформации давления и напряжения стропильной конструкции. Помимо этого, они берут на себя роль несущих балок.

Наклонные системы подходят для крыш любой ширины. Фиксация лежня по отношению к мауэрлату обеспечивает устойчивость и надежность всей конструкции.

В результате давление сглаживается стойкой, а напряжение снижается. Плюсы наслонной стропильной системы в достаточно простом монтаже, но работа потребует больших затрат, так как для обустройства лежней потребуются дополнительные пиломатериалы.

Гибридные конструкции наиболее подходят для многоскатных кровель, в которых переходы сопровождаются повторяющимися многочисленными балками, усилениями, лежнями, стойками, скосами и другими элементами, обеспечивающими устойчивость системы.

Возведение гибридной конструкции дорого и достаточно сложно, поэтому заниматься разработкой проекта и постройкой должны заниматься квалифицированные специалисты.

Кажущийся простым на первый взгляд вопрос о расчете стропил (их сечение, длина, шаг и остальные параметры) на самом деле требует основательного и ответственного подхода.

Недостаточно только прикинуть расстояние от верхней части внешней стены строения, чтобы купить подходящее количество кровельных пиломатериалов, потому что при таком расчете придется постоянно корректировать работу.

Чтобы избежать проблем во время строительства, необходимо принять во внимание множество важных параметров: от толщины и длины брусов до площади будущей кровли.

Кроме того, большое значение имеет рельеф местности и климат региона, в котором ведется строительство.

Калькулятор балок – основные расчеты для перекрытий и стропил + видео

Балки в доме относятся обычно к стропильной системе или перекрытию, и, чтобы получить надежную конструкцию, эксплуатация которой может осуществляться без каких-либо опасений, необходимо использовать калькулятор балок.

На чем строится калькулятор балок

Когда стены уже подведены под второй этаж или под крышу, необходимо сделать перекрытие, во втором случае плавно переходящее в стропильные ноги. При этом материалы нужно подобрать так, чтобы и нагрузка на кирпичные либо бревенчатые стены не превышала допустимую, и прочность конструкции была на должном уровне. Следовательно, если вы собираетесь использовать древесину, нужно правильно подобрать балки из нее, сделать расчеты для выяснения нужной толщины и достаточной длины.

Калькулятор балок

Укажите размеры балок перекрытий и шаг.

Проседанию или частичному разрушению перекрытия могут послужить разные причины, например, слишком большой шаг между лагами, прогиб поперечин, слишком малая площадь их сечения или дефекты в структуре. Чтобы исключить возможные эксцессы, следует выяснить предполагаемую нагрузку на перекрытие, будь оно цокольное или межэтажное, после чего используем калькулятор балок, учитывая их собственную массу. Последняя может меняться в бетонных перемычках, вес которых зависит от плотности армирования, для дерева и металла при определенной геометрии масса постоянна. Исключением бывает отсыревшая древесина, которую не используют в строительных работах без предварительной сушки.

На балочные системы в перекрытиях и стропильных конструкциях оказывают нагрузку силы, действующие на изгиб сечения, на кручение, на прогиб по длине. Для стропил также нужно предусмотреть снеговую и ветровую нагрузку, которые также создают определенные усилия, прилагаемые к балкам. Также нужно точно определить необходимый шаг между перемычками, поскольку слишком большое количество поперечин приведет к лишней массе перекрытия (или кровли), а слишком малое, как было сказано выше, ослабит конструкцию.

Вам также может быть интересна статья о расчёте количества необрезной и обрезной доски в кубе: https://remoskop.ru/kolichestvo-dosok-v-kube.html

Как рассчитать нагрузку на балку перекрытия

Расстояние между стенами называется пролетом, и в помещении их насчитывается два, причем один пролет обязательно будет меньше другого, если форма комнаты не квадратная. Перемычки межэтажного или чердачного перекрытия следует укладывать по более короткому пролету, оптимальная длина которого – от 3 до 4 метров. При большем расстоянии могут потребоваться балки нестандартных размеров, что приведет к некоторой зыбкости настила. Оптимальным выходом в этом случае будет использование металлических поперечин.

Что касается сечения деревянного бруса, есть определенный стандарт, требующий, чтобы стороны балки соотносились как 7:5, то есть высота делится на 7 частей, и 5 из них должны составить ширину профиля. В этом случае деформация сечения исключается, если же отклониться от вышеуказанных показателей, то при ширине, превышающей высоту, получится прогиб, либо, при обратном несоответствии – загиб в сторону. Чтобы подобное не получилось из-за чрезмерной длины бруса, нужно знать, как рассчитать нагрузку на балку. В частности, допустимый прогиб вычисляется из соотношения к длине перемычки, как 1:200, то есть должен составлять 2 сантиметра на 4 метра.

Чтобы брус не провисал под тяжестью лагов и настила, а также предметов интерьера, можно выточить его снизу на несколько сантиметров, придав форму арки, в этом случае его высота должна иметь соответствующий запас.

Теперь обратимся к формулам. Тот же прогиб, о котором говорилось ранее, рассчитывается так: f_нор = L/200, где L – длина пролета, а 200 – допустимое расстояние в сантиметрах на каждую единицу проседания бруса. Для железобетонной балки, распределенная нагрузка q на которую обычно приравнивается 400 кг/м², расчет предельного изгибающего момента выполняется по формуле М_max = (q · L²)/8. При этом количество арматуры и ее вес определяется по следующей таблице:

Площади поперечных сечений и масса арматурных стержней

Диаметр, мм	Площадь поперечного сечения, см², при числе стержней									Масса 1 пог.м, кг	Диаметр, мм
Диаметр, мм	1	2	3	4	5	6	7	8	9	Масса 1 пог.м, кг	Диаметр, мм
Проволочная и стержневая арматура
3	0.071	0.141	0.212	0.283	0.353	0.424	0.5	0.565	0.636	0.052	3
4	0.126	0.25	0.38	0.5	0.68	0.75	0.88	1	1.18	0.092	4
5	0.196	0.39	0.59	0.79	0.98	1.18	1.38	1.57	1.77	0.154	5
6	0.283	0.57	0.85	1.13	1.42	1.7	1.98	2.26	2.55	0.222	6
7	0.385	0.77	1.15	1.54	1.92	2.31	2.69	3.08	3.46	0.302	7
8	0.503	1.01	1.51	2.01	2.52	3.02	3.52	4.02	4.58	0.395	8
9	0.636	1.27	1.91	2.54	3.18	3.82	4.45	5.09	5.72	0.499	9
10	0.785	1.57	2.36	3.14	3.93	4.71	5.5	6.28	7.07	0.617	10
12	1.131	2.26	3.39	4.52	5.65	6.78	7.91	9.04	10.17	0.888	12
14	1.539	3.08	4.61	6.15	7.69	9.23	10.77	12.3	13.87	1.208	14
16	2.011	4.02	6.03	8.04	10.05	12.06	14.07	16.08	18.09	1.578	16
18	2.545	5.09	7.63	10.17	12.7	15.26	17.8	20.36	22.9	1.998	18
20	3.142	6.28	9.41	12.56	15.7	18.84	22	25.13	28.27	2.465	20
22	3.801	7.6	11.4	15.2	19	22.81	26.61	30.41	34.21	2.984	22
25	4.909	9.82	14.73	19.64	24.54	29.45	34.36	39.27	44.18	3.85	25
28	6.153	12.32	18.47	24.63	30.79	36.95	43.1	49.26	55.42	4.83	28
32	8.043	16.09	24.18	32.17	40.21	48.26	56.3	64.34	72.38	6.31	32
36	10.179	20.36	30.54	40.72	50.89	61.07	71.25	81.43	91.61	7.99	36
40	12.561	25.13	37.7	50.27	62.83	75.4	87.96	100.53	113.1	9.865	40
45	15.904	31.81	47.71	63.62	79.52	95.42	111.33	127.23	148.13	12.49	45
50	19.635	39.27	58.91	78.54	98.18	117.81	137.45	157.08	176.72	15.41	50
55	23.76	47.52	71.28	95.04	118.8	142.56	166.32	190.08	213.84	18.65	55
60	28.27	56.54	84.81	113.08	141.35	169.62	197.89	226.16	254.43	22.19	60
70	38.48	76.96	115.44	153.92	192.4	220.88	269.36	307.84	346.32	30.21	70
80	50.27	100.54	150.81	201.08	251.35	301.62	351.89	402.16	452.43	39.46	80
Семипроволочные канаты класса К-7
4.5	0.127	0.25	0.38	0.51	0.64	0.76	0.89	1.01	1.14	0.102	4.5
6	0.226	0.45	0.68	0.9	1.13	1.36	1.58	1.81	2.03	0.181	6
7.5	0.354	0.71	1.06	1.41	1.77	2.12	2.48	2.83	3.18	0.283	7.5
9	0.509	1.02	1.53	2.04	2.54	3.05	3.56	4.07	4.58	0.407	9
12	0.908	1.82	2.72	3.63	4.54	5.45	6.35	7.26	8.17	0.724	12
15	1.415	2.83	4.24	5.66	7.07	8.49	9.9	11.32	12.73	1.132	15

Нагрузка на любую балку из достаточно однородного материала рассчитывается по ряду формул. Для начала высчитывается момент сопротивления W ≥ М/R. Здесь М – это максимальный изгибающий момент прилагаемой нагрузки, а R – расчетное сопротивление, которое берется из справочников в зависимости от используемого материала. Поскольку чаще всего балки имеют прямоугольную форму, момент сопротивления можно рассчитать иначе: W_z = b · h²/6, где b является шириной балки, а h – высотой.

Что еще следует знать про нагрузки на балку

Перекрытие, как правило, является заодно и полом следующего этажа и потолком предыдущего. А значит, нужно сделать его таким, чтобы не было риска объединить верхние и нижние помещения путем банального перегруза меблировкой. Особенно такая вероятность возникает при слишком большом шаге между балками и отказе от лагов (дощатые полы настилаются прямо на брус, уложенный в пролеты). В этом случае расстояние между поперечинами напрямую зависит от толщины досок, например, если она составляет 28 миллиметров, то длина доски не должна быть более 50 сантиметров. При наличии лагов минимальный промежуток между балками может достигать 1 метра.

Также обязательно следует учитывать массу утеплителя, используемого для пола. Например, если укладываются маты из минеральной ваты, то квадратный метр цокольного перекрытия будет весить от 90 до 120 килограммов, в зависимости от толщины термоизоляции. Опилкобетон увеличит массу такого же участка в два раза. Использование же керамзита сделает перекрытие еще тяжелее, поскольку на квадратный метр будет приходиться нагрузка в 3 раза больше, чем при укладке минеральной ваты. Далее, не следует забывать про полезную нагрузку, которая для межэтажных перекрытий составляет 150 килограммов на квадратный метр минимум. На чердаке достаточно принять допустимую нагрузку в 75 килограммов на квадрат.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Калькулятор отклонения балки

Этот калькулятор отклонения балки поможет вам определить максимальное отклонение балки для балок с простой опорой и консольных балок, несущих простых конфигураций нагрузки . Вы можете выбрать один из нескольких типов нагрузки, которые могут воздействовать на балку любой длины по вашему желанию. Величина и расположение этих нагрузок влияют на то, насколько балка изгибается. В этом калькуляторе отклонения балки вы узнаете о различных формулах отклонения балки , используемых для расчета отклонений балок с жесткой опорой и балок консольных балок.Вы также узнаете, как модуль упругости балки и момент инерции ее поперечного сечения влияют на расчетный максимальный прогиб балки.

Что такое прогиб балки и изгиб балки

В строительстве мы обычно используем каркасных конструкций , которые удерживаются на месте фундаментом в земле. Эти каркасные конструкции подобны каркасам зданий, домов и даже мостов. В кадре мы называем вертикальное обрамление колонн , а горизонтальные балок .Балки — это длинные элементы конструкции, которые несут нагрузки, создаваемые горизонтальными плитами конструкций, включая перекрытия и крыши.

Когда балки несут слишком тяжелые для них нагрузки, они начинают гнуться. Мы называем величину изгиба балки , прогиб балки . Отклонение балки — это вертикальное смещение точки вдоль центра тяжести балки. Мы также можем рассматривать поверхность балки как опорную точку, если нет изменений в высоте или глубине балки во время изгиба.

Как рассчитать максимальный прогиб балки

Мы снабдили наш калькулятор прогиба балки формулами, которые инженеры и студенты-инженеры используют для быстрого определения максимального прогиба, который будет испытывать конкретная балка из-за нагрузки, которую она несет. Однако эти формулы могут решать только простые нагрузки и их комбинацию. Мы составили для вас таблицы этих формул, как показано ниже:

Формулы отклонения балок с простой опорой

Формулы прогиба консольной балки

Метод наложения

Для расчета максимального прогиба балки с комбинацией нагрузок мы можем использовать метод наложения .Метод наложения утверждает, что мы можем приблизительно оценить полное отклонение балки, сложив вместе все отклонения, вызванные каждой конфигурацией нагрузки. Однако этот метод дает нам лишь приблизительное значение фактического максимального прогиба. Расчет сложных нагрузок потребует от нас использования так называемого метода двойного интегрирования .

Жесткость балки

Для расчета прогиба балки необходимо знать жесткость балки и величину силы или нагрузки, которые могут повлиять на изгиб балки.Мы можем определить жесткость балки, умножив модуль упругости балки , E , на ее момент инерции , I . Модуль упругости зависит от материала балки. Чем выше модуль упругости материала, тем больше прогиб может выдержать огромные нагрузки, прежде чем достигнет предела разрушения. Модуль упругости бетона составляет 15-50 ГПа (гигапаскалей), а у стали — около 200 ГПа и выше. Эта разница в значениях модуля упругости показывает, что бетон может выдерживать лишь небольшой прогиб и трескается быстрее, чем сталь.

Вы можете узнать больше о модуле упругости, воспользовавшись нашим калькулятором напряжений. С другой стороны, чтобы определить момент инерции для конкретного поперечного сечения балки, вы можете воспользоваться нашим калькулятором момента инерции. Момент инерции представляет собой величину сопротивления материала вращательному движению. Момент инерции зависит от размеров поперечного сечения материала.

Момент инерции также зависит от оси вращения материала.Чтобы лучше понять эту концепцию, давайте рассмотрим поперечное сечение прямоугольной балки шириной 20 см и высотой 30 см. Используя формулы, которые вы также можете увидеть в нашем калькуляторе момента инерции, мы можем вычислить значения момента инерции этого поперечного сечения следующим образом:

Iₓ = ширина * высота³ / 12
= 20 * (30³) / 12
= 45000 см⁴

Iᵧ = высота * ширина³ / 12
= 30 * (20³) / 12
= 20 000 см⁴

Обратите внимание на два значения момента инерции.Это потому, что мы можем рассматривать изгиб балки по вертикали (по оси x, то есть Iₓ) или по горизонтали (по оси y, то есть Iᵧ). Поскольку мы учитываем отклонение балки при ее вертикальном изгибе, для расчетов всегда нужно использовать Iₓ . Полученные нами значения говорят нам о том, что балку труднее изгибать при вертикальной нагрузке и легче изгибать при горизонтальной нагрузке. Эта разница в значениях момента инерции является причиной того, что мы видим балки в этой конфигурации, в которой ее высота больше ширины.

Понимание формул отклонения балки

Теперь, когда мы знаем концепции модуля упругости и момента инерции, мы можем теперь понять, почему эти переменные являются знаменателями в наших формулах отклонения балки. Формулы показывают, что чем жестче балка, тем меньше будет ее прогиб. Однако, изучив наши формулы, мы также можем сказать, что длина балки также напрямую влияет на прогиб балки. Чем длиннее балка, тем больше она может изгибаться и тем больше может быть прогиб.

С другой стороны, нагрузки

влияют на отклонение балки двумя способами: направление отклонения и величина отклонения . Нисходящие нагрузки склонны отклонять балку вниз. Нагрузки могут быть в виде точечной нагрузки, линейного давления или моментной нагрузки. Формулы в этом калькуляторе ориентированы только на нисходящие или восходящие направления для точечной нагрузки и распределенных нагрузок. Распределенные нагрузки аналогичны давлению, но учитывают только длину балки, а не ширину балки.Формулы в этом калькуляторе также учитывают момент или крутящий момент нагрузки как по часовой стрелке, так и против часовой стрелки. Просто проконсультируйтесь по направлениям стрелок на соответствующем изображении формулы, чтобы выяснить, в каком направлении имеется положительное значение нагрузки.

Пример расчета прогиба балки

Для примера расчета прогиба балки рассмотрим простую деревянную скамью с ножками на расстоянии 1,5 метра друг от друга в их центрах. Допустим, у нас есть доска из восточной белой сосны толщиной 4 см и шириной 30 см, которая служит сиденьем для этой скамейки.Мы можем рассматривать это сиденье как балку, которая отклоняется, когда кто-то садится на скамейку. Учитывая размеры этого сиденья, мы можем затем вычислить его момент инерции, как в нашем примере выше. Поскольку нам нужно рассчитать Iₓ, его момент инерции будет:

Iₓ = ширина * высота³ / 12
= 30 * (4³) / 12
= 160,0 см⁴ или 1,6x10⁻⁶ м⁴

Сосна белая восточная имеет модуль упругости 6800 МПа (6,8x10⁹ Па) , что является значением, которое мы получили из Справочника по древесине.Вы также можете легко получить значение модуля упругости для других материалов, таких как сталь и бетон, в Интернете или в местной библиотеке. Теперь, когда мы знаем эти значения, давайте рассмотрим нагрузку, которую будет нести этот стенд. Предположим, что ребенок 400 N сидит в центре скамейки. Теперь мы можем рассчитать прогиб сиденья скамейки из-за точечной нагрузки в его центре:

δₘₐₓ = P * L³ / (48 * E * I)
δₘₐₓ = (400 Н) * (1.5 м) ³ / (48 * 6,8x10⁹ Па * 1,6x10⁻⁶ м⁴)
δₘₐₓ = 0,002585 м = 2,5850 мм

Это означает, что многоместное сиденье прогнется примерно на 2,6 миллиметра от своего исходного положения, когда ребенок сидит в середине скамейки.

Если вы нашли эту тему интересной и хотели бы узнать больше о прочности материалов, вам также может понравиться наш калькулятор запаса прочности. Вы также можете воспользоваться нашим конвертером силы, если хотите изучить различные единицы измерения точечных нагрузок и расчета сил.

Бесплатный калькулятор луча | Калькулятор изгибающего момента, поперечной силы и прогиба

Добро пожаловать в наш бесплатный онлайн-калькулятор диаграмм изгибающего момента и поперечной силы, который может генерировать диаграммы реакций, поперечных сил (SFD) и изгибающих моментов (BMD) консольной балки или просто поддерживаемой балки. Используйте этот калькулятор пролета балки, чтобы определить реакции на опоры, построить диаграмму сдвига и момента для балки и рассчитать прогиб стальной или деревянной балки. Бесплатный онлайн-калькулятор балки для создания реакций, расчета прогиба стальной или деревянной балки, построения диаграмм сдвига и момента балки.Это бесплатная версия нашего полного программного обеспечения SkyCiv Beam. Доступ к нему можно получить из любой из наших Платных учетных записей, которая также включает в себя полное программное обеспечение для структурного анализа.

Используйте интерактивное окно выше, чтобы просмотреть и удалить длину балки, опоры и добавленные нагрузки. Любые внесенные изменения автоматически перерисовывают диаграмму свободного тела для любой балки с опорой или консольной балкой. Калькулятор реакции балки и расчет изгибающего момента запускаются после нажатия кнопки «Решить» и автоматически генерируют диаграммы сдвига и изгибающего момента.Вы также можете щелкнуть отдельные элементы этого калькулятора балки LVL, чтобы редактировать модель.

Калькулятор пролета балки легко рассчитает реакции на опорах. Он может рассчитывать реакции на опорах консольных или простых балок. Это включает в себя расчет реакций консольной балки, которая имеет изгибающий момент, а также силы реакции x, y.

Вышеупомянутый калькулятор пролета стальной балки — это универсальный инструмент для проектирования конструкций, используемый для расчета изгибающего момента в алюминиевой, деревянной или стальной балке.Его также можно использовать в качестве калькулятора несущей способности балки, используя его в качестве калькулятора напряжения изгиба или напряжения сдвига. Он способен выдерживать до 2 различных сосредоточенных точечных нагрузок, 2 распределенных нагрузки и 2 момента. Распределенные нагрузки могут быть расположены так, чтобы они были равномерно распределенными нагрузками (UDL), треугольными распределенными нагрузками или трапециевидными распределенными нагрузками. Все нагрузки и моменты могут быть направленными как вверх, так и вниз по величине, что должно учитывать наиболее распространенные ситуации анализа балок.Расчет изгибающего момента и поперечной силы может занять до 10 секунд, и обратите внимание, что вы будете перенаправлены на новую страницу с реакциями, диаграммой поперечной силы и диаграммой изгибающего момента балки.

Одна из самых мощных функций — использование его в качестве калькулятора отклонения балки (или калькулятора смещения балки). Это можно использовать для наблюдения расчетного прогиба балки с опорой или консольной балки. Возможность добавлять формы сечения и материалы делает его полезным в качестве калькулятора деревянных балок или в качестве калькулятора стальных балок для проектирования балок lvl или i.На данный момент эта функция доступна в SkyCiv Beam, который имеет гораздо больше функций для проектирования деревянных, бетонных и стальных балок.

SkyCiv предлагает инженерам широкий спектр программного обеспечения для структурного анализа и проектирования облачных вычислений. Как постоянно развивающаяся технологическая компания, мы стремимся внедрять инновации и совершенствовать существующие рабочие процессы, чтобы сэкономить время инженеров в их рабочих процессах и проектах.

Строительные калькуляторы

— LearnFraming.com

Эти пуленепробиваемые строительные калькуляторы имеют автоматический запуск, бесплатны и просты в использовании.

Используйте этот автоматический калькулятор лестницы для приложений, требующих, чтобы подступенки были не более 7 3/4 дюйма. Используйте раздел посадки, чтобы быстро решить любой шаг.

Используйте этот калькулятор диагонали в футах и дюймах, чтобы легко найти диагональ между двумя сторонами любого прямоугольника. Это позволяет легко скомпоновать любую планировку.

Используйте этот обычный стропильный калькулятор, указав пролет, уклон крыши и толщину конька. Введите эти значения, и автоматически будут получены эти результаты, длина стропила, прогон, подъем и высота строительных лесов.

Рассчитайте необходимый размер балки, балки или перекрытия из сосны № 2 или LVL. Охватывает любой пролет и любую нагрузку с высокой точностью.

Этот калькулятор настила крыши определяет уклоны вальцов и впадин на всех уклонах. Введите длину одной стороны и выберите шаг.

Посчитайте, сколько кусков сайдинга потребуется для покрытия стены или фронтона с помощью этого простого инструмента. Простые в использовании переключатели и числовые поля.

Вычислите объем бетона в кубических ярдах, введя значения трех измерений в футах и дюймах.Этот бесплатный и простой инструмент DIY работает быстро. Он оснащен автоматическим срабатыванием, поэтому нет необходимости нажимать кнопку «рассчитать».

Рассчитывает домкратные стропила на крышах с любым уклоном. Неважно, равны ли они. Все, что вам нужно, — это самый долгий замер.

Этот калькулятор уклона стропил возвращает длину и шаг стропила после того, как были введены подъем и уклон.

Используйте этот калькулятор футов и дюймов для стропил в ситуациях, когда одна стена выше другой.Введите пролет, разницу в высоте стен, шаг и толщину конька.

Этот калькулятор вальмовой крыши возвращает значение обычного стропила, бокового стропила, длину бедра, смещение бедра, высоту строительных лесов и многое другое.

Калькулятор домкрата для стропил отлично работает каждый раз. Используйте раскрывающиеся списки, чтобы указать длинные и короткие стропила и количество стропил, чтобы каждый раз получать надежные результаты для каждой ситуации.

Воспользуйтесь этим калькулятором стоек фронтона, чтобы вычислить значения всех стоек на 16 ″ в центре фронтона стены, начиная с короткой вверх или длинной вниз для всех стандартных скатов крыши.

Воспользуйтесь этим бесплатным инструментом, чтобы легко определить вес сосны, обработанной древесины, сырых пиломатериалов и клееных балок любого размера. Используйте раскрывающиеся списки, чтобы выбрать длину в футах и дюймах.

Используйте этот простой инструмент для точного расчета объема бетона, необходимого для отверстия под столб и любого стандартного размера.

Сколько тонн щебня мне нужно? Этот калькулятор вычисляет кубические ярды, но возвращает количество тонн на основе 2800 фунтов. за ярд.

Рассчитайте шаг стропила в зависимости от его подъема и длины.Используйте раскрывающиеся списки, чтобы выбрать пробег, затем выберите подъем, и высота будет возвращена.

Сколько листов фанеры 4 x 8 дюймов мне нужно? Этот калькулятор не просто делит общую площадь в квадратных футах на 32. Он вычисляет, сколько частей в длину, а сколько в ширину.

Посчитайте, сколько потребуется напольного покрытия, с помощью простого в использовании инструмента. Выберите твердую древесину, плитку, фанеру или ковер. Затем введите ширину и длину комнаты в футах.

Этот калькулятор пандусов идеально подходит для проектирования и строительства пандуса для инвалидов-колясочников.Он включает в себя требования строительных норм IRC 2012 года.

Рассчитайте стоимость амбаров с столбами и других зданий с каркасом столбов в соответствии с шириной и длиной здания, высотой и критериями стен.

Используйте этот простой инструмент для точного преобразования уклона крыши в градусы. Введите значения уклона крыши в дюймах на фут подъема.

Воспользуйтесь этим калькулятором, чтобы легко умножить число, состоящее из футов, дюймов и дроби плотника, на коэффициент, который может быть десятичным.

Разделите число, состоящее из футов, дюймов и плотницких дробей, с помощью этого бесплатного и простого онлайн-калькулятора. Используйте числовые поля ниже, чтобы выбрать футы, дюймы и дробь для делимого.

Примеры расчета балок

— Калькулятор стальных балок

На этой странице показаны некоторые общие строительные работы, для которых можно использовать калькулятор.

1
Пример первый

Домашнее жилище с учетом ненесущих деревянных перегородок на балках перекрытий.

Это типичный пример снятия несущей стены на уровне первого этажа, стальная балка требуется для поддержки балок первого этажа и ненесущих деревянных перегородок над предлагаемым проемом в стене.

Единая UDL (равномерная распределенная нагрузка) была введена в калькулятор с двумя загрузками:

Первая загрузка: «Деревянный пол (домашнее жилище)»

Переменная: 1,5 кН / м2, Постоянная: 0.6кН / м2

Вторая загрузка: «Легкие деревянные перегородки на плане этажа»

Переменная: 0,25 кН / м2, Постоянно: 0 кН / м2

Выбрана стальная балка (178 х 102 х 19 УБ С275) длиной 3 м.

Калькулятор подготовил отчет, пригодный для утверждения строительными нормами, который показывает, что изгиб, сдвиг и прогиб балки находятся в безопасных пределах.

Посмотреть отчет, созданный для этого примера

2
Пример второй

Это типичный пример снятия несущей стены на уровне первого этажа, стальная балка требуется для поддержки балок потолка, ненесущих деревянных перегородок, балок первого этажа и кирпичной стены над предлагаемым отверстием в стене. .

Одна UDL (равномерная распределенная нагрузка) была введена в калькулятор с четырьмя нагрузками:

Нагрузка 1: «Потолок под скатной крышей»

Переменная: 0,25 кН / м2 Постоянно: 0,3 кН / м2
Ширина груза перпендикулярно балке или высота груза, поддерживаемого балкой: 3,5 м

Загрузка 2: «Кирпичная кладка 102,5 мм + штукатурка или штукатурка с обеих сторон»

Переменная: 0 кН / м2, Постоянно: 2,45 кН / м2
Ширина груза, перпендикулярного балке, или высота груза, поддерживаемого балкой: 2.8м

Нагрузка 3: «Легкие деревянные перегородки на плане этажа»

Переменная: 0,25 кН / м2, Постоянно: 0 кН / м2
Ширина груза перпендикулярно балке или высота груза, поддерживаемого балкой: 3,5 м

Загрузка 4: «Деревянный пол (в жилом доме)»

Переменная: 1,5 кН / м2, Постоянно: 0,6 кН / м2
Ширина груза перпендикулярно балке или высота груза, поддерживаемого балкой: 3,5 м

Выбрана стальная балка (178 х 102 х 19 УБ С275) длиной 3 м.

Посмотреть отчет, созданный для этого примера

3
Пример третий

Отчеты, созданные калькулятором, показывают, что изгиб, сдвиг и прогиб балки находятся в безопасных пределах для обеих балок.

4
Пример четвертый (стальная коньковая балка)

Посмотреть отчет, созданный для этого примера

5
Пример пятый (стальная балка Calc, поддерживающая балки плоской крыши)

Посмотреть отчет, созданный для этого примера

6
Пример шестой (чердак)

Калькулятор подготовил отчет, пригодный для утверждения строительными нормами, который показывает, что изгиб, сдвиг и прогиб балок находятся в безопасных пределах.

Расчет нагрузок на крышу — соединение бревенчатой хижины

Уловки торговли

Рассчитайте нагрузки на крышу, зная разницу между временными и статическими нагрузками, и вы сможете безопасно и уверенно заказать кровельные балки, конструкционные коньковые балки и стропила правильного размера для своего бревенчатого дома или крыши хижины. Совершите ошибку, и вы можете совершить катастрофическую ошибку, которая может стоить вам большого количества времени.

Путь нагружения для нагрузки на крышу

Очень важно правильно подобрать размеры элементов каркаса крыши, чтобы они могли выдерживать предполагаемые нагрузки на крышу и обеспечивать непрерывный путь нагрузки.Первый шаг — определить, какими будут ваши прогнозируемые нагрузки на крышу. Это зависит от вашего местоположения и ожидаемых ветровых и снеговых нагрузок.

Уточните эти цифры у местных строительных инспекторов. Там, где мы строим домики в западной части Северной Каролины, мы обеспечиваем максимальную ветровую зону 90 миль в час и прогнозируемую нагрузку на крышу от снега 20 фунтов / кв.фут.

Вы должны спланировать конструкцию бревенчатой хижины с учетом переноса этих нагрузок на крышу до фундамента вашей хижины. Это называется путем нагрузки и состоит из всей конструкции, несущей нагрузку.

Путь нагрузки начинается со снеговой нагрузки, передаваемой на кровлю, затем на стропила, коньковую балку, опорные колонны коньковой балки и вниз до фундамента в виде одной непрерывной связанной струны.

Собственный и живой вес

Еще одно различие — между собственным и живым весом. Дедвейт или материальная нагрузка относится к постоянному весу самой конструкции, в основном, всех пиломатериалов, бревен, крепежных элементов, черепицы и т. Д., Составляющих компонент кабины, будь то крыша, пол или стена.

Эти цифры можно получить, буквально сложив веса дерева. В приведенной ниже таблице указаны типичная статическая нагрузка или собственный вес материала.

Живой вес относится к временному добавленному весу, который конструкция должна будет выдерживать в течение короткого периода времени, например, когда люди ходят по чердаку, или снег увеличивает нагрузку на крышу. Он также может включать мебель, обычно добавляемую в комнату, например комнату наверху.

Вы можете спроектировать чердак в каюте так, чтобы он был, например, только складским помещением и не подходил для мебели и людей на постоянной основе.Минимальные расчетные временные нагрузки предписываются правилами и доступны в кодовой книге.

Обратитесь в местный строительный отдел или в местную библиотеку, чтобы получить копии кодовой книги.

Прогиб

Также существует проблема прогиба. Вы можете рассчитать величину прогиба балок, балок и стропил в результате комбинированных нагрузок на крышу.

Допустимая величина прогиба указывается в строительных нормах. Вы часто будете видеть такие цифры, как L / 360 или L / 240, которые являются коэффициентами отклонения.

Например, размах 10 футов 0 дюймов = 120 дюймов, поэтому, используя коэффициент отклонения L360, вы разделите 120 дюймов на 360, чтобы получить 0,33 дюйма или 1/3 дюйма допустимого отклонения.

Образец веса материала статической нагрузки для нагрузок на крышу

фунтов на квадратный фут (PSF) для нагрузки на крышу

Обшивка и профнастил

фанера 15⁄32 дюйма = 1,5 (PSF)
фанера 23⁄32 дюйма = 2,3
1 1⁄8 дюйма фанера = 3,4
3⁄8 дюйма OSB = 1,4
7⁄16 дюйма OSB = 1.5
1⁄2 дюйма OSB = 1,7
19⁄32 дюйма OSB = 2,0
Профнастил 1 дюйм = 2,3
Настил 2 дюйма = 4,3

Потолки

Гипсокартон 1⁄2 дюйма = 2,2 (PSF)
Гипсокартон 5⁄8 дюйма = 2,8
Штукатурка 1 дюйм с рейкой = 8,0

Кровля

Рулонная черепица 2-15 фунтов и 1-90 фунтов = 1,7 (PSF)
Битумная черепица = 2,5
Деревянная черепица = 3,0
Асбестоцементная черепица = 4,0
Испанская черепица = 19.0

Обрамление 2 дюйма (12 дюймов по центру)

2 дюйма x 4 дюйма (для 16 дюймов oc разделить на 1,33) = 1,4 (PSF)
2 дюйма x 6 дюймов (для 16 дюймов oc разделить на 1,33) = 2,2
2 дюйма x 8 дюймов (для 16 дюймов oc разделить на 1,33) = 2,9
2 дюйма x 10 дюймов (для 16 дюймов oc разделить на 1,33) = 3,7
2 дюйма x 12 дюймов (для 16 дюймов oc разделить на 1,33) = 4,4

Примечание. Вес стен указан на квадратный фут стены — умножьте вес на высоту стены для plf.

Изоляция (на 1 дюйм толщины)

Жесткий = 1.5 (PSF)
Batts = 0,5

См. Нашу страницу, посвященную конструкционным коньковым балкам, для примера того, как использовать нагрузки на крышу для правильного заказа стропил и балок для крыши вашей бревенчатой хижины.

Больше страниц дизайна домов из бревен:

REScheck: Tricks of the Trade REScheck — это программное обеспечение, разработанное для проведения анализа соответствия требованиям энергопотребления, необходимого для подачи заявок на получение разрешения на строительство.

Советы по дизайну бревенчатой хижины Советы по дизайну бревенчатой хижины, которые сэкономят ваши деньги.

Идеи для старения на месте для вашей бревенчатой хижины По мере того, как люди становятся старше, оставаться в собственном доме становится все более важным, и старение может способствовать этому.

Дизайн дома из бревенчатой хижины — оценка всех факторов Идеальный дизайн дома из бревенчатой хижины индивидуален для всех и должен быть определен после оценки всех задействованных факторов.

Советы по строительству лестниц Эти советы по строительству лестниц помогут быстро разработать дизайн.

ClearCalcs для пользователей StruCalc — База знаний ClearCalcs

Эта статья предназначена для опытных пользователей StruCalc, которые изучают, как использовать ClearCalcs.В нем объясняются основные сходства и различия между StruCalc и ClearCalcs для каждого расчета. Щелкните ссылку ниже, чтобы перейти к расчету или функции, которую вы хотите сравнить.

Для совершенно новых пользователей мы рекомендуем использовать эту статью в качестве справочника, следуя нашему трехэтапному руководству по началу работы, в котором рассказывается, как создать и экспортировать первое вычисление.

Если у вас есть какие-либо вопросы по началу работы, не стесняйтесь обращаться в службу поддержки.

Содержание

Расчеты

Характеристики

Расчеты

Пользователи

StruCalc будут чувствовать себя как дома с обширным набором вычислений ClearCalcs.Справка встроена в платформу, поэтому, если вы когда-нибудь не уверены, что что-то означает, просто щелкните метку поля, чтобы сразу развернуть и просмотреть описание, формулу и ссылки.

Посмотрите короткое руководство по проектированию раздвижных фундаментов в ClearCalcs.

StruCalc имеет модули простого проектирования для квадратных, сплошных, круглых и прямоугольных фундаментов. ClearCalcs также выполняет вычисления для квадратных / прямоугольных (раздвижная опора) и непрерывных опор (полосовая опора) и круглых (опорных) опор.

Калькулятор фундамента ClearCalc по сути такой же, как и в Strucalc, но у нас также есть следующие дополнительные функции:

Эксцентрические нагрузки (в том числе двухосные!)
Можно указать нижние арматурные стержни по осям X и Y отдельно
Вы также можете включить верхнее армирование
Проверка развертки арматурной длины

Балки (балки, балки, стропила и т. Д.)

Посмотреть видео-примеры балок, стропил и коньковых балок можно здесь.

ClearCalcs использует несколько иной подход к StruCalc, когда дело доходит до проектирования балок, стропил и балок перекрытия. Вместо того, чтобы иметь отдельные калькуляторы, наш калькулятор балок достаточно гибок, чтобы позволить проектировать каждый — при выборе « предустановки » при создании балки для вас будут использоваться общие входы по умолчанию (например, предустановка балки перекрытия по умолчанию будет повторяющийся член). Ниже приведены некоторые конкретные отличия, а также примеры дизайна.

Выбор балок

StruCalc: Балки и стропила имеют отдельные кнопки

ClearCalcs: Сначала вы выбираете тип балки (например,Деревянная балка) и , затем подтип балки (например, балка перекрытия)

Геометрия балки и опоры

StruCalc: Укажите длину левого, центрального и правого пролета и отметьте, есть ли консоль

ClearCalcs: просто укажите общую длину балки (сумму всех пролетов) и разместите столько опор, сколько хотите, вдоль балки (например, для 5-футовой балки с 1-футовой консолью справа вы должны указать Length = 5ft, Support 1 = 0 футов и Поддержка 2 = 4 фута) — это графически отобразится на диаграмме, чтобы было легко определить, что вы сделали.Узнайте больше о типах поддержки здесь.

Нагрузка на балку

StruCalc: Необходимо выбрать между равномерно нагруженными и многопролетными балками

ClearCalcs: Все расчеты балок ClearCalcs поддерживают неограниченное количество опор и нагрузок.

StruCalc: Нагрузки указаны как «первая сторона» и «вторая сторона» с шириной притока

ClearCalcs : вы можете вручную вводить и маркировать нагрузки, как вам нужно.Если вы хотите скопировать, как это делает StruCalc, вы можете просто создать строку для каждой стороны, обозначить их «Сторона 1» и «Сторона 2» и указать желаемую ширину притока.

См. Нашу статью о том, как ввести распределенную нагрузку, которая включает снимки экрана и рабочие примеры, в том числе, как рассчитать ширину притока.

StruCalc : нагрузка на стену доступна только в Plf, но не в Psf

ClearCalcs : Нагрузку на стену можно ввести как нагрузки plf с помощью таблицы «Линейные нагрузки» под Распределенной нагрузкой.Вы также можете ввести нагрузку на стену в таблицу «Распределенные нагрузки» вместе с нагрузками на пол и крышу. Это может быть большим трюком для экономии времени, так как вы можете установить ширину притока равной высоте стены (например, 2 фута), а величину нагрузки — весу стены в фунтах на квадратный дюйм.

Стропила

ClearCalcs позволяет проектировать стропила с помощью наших калькуляторов балок (см. Раздел о балках выше). Вы по-прежнему можете ввести уклон крыши и установить внутреннюю часть и длину карниза, как в StruCalc, только вы делаете это в калькуляторе деревянных или стальных балок, выбрав предустановку «Стропила».

Пример конструкции стропил

Длина и опоры

StruCalc : введите внутреннюю длину и длину карниза плюс уклон крыши

ClearCalcs : введите общую длину стропил и желаемое количество опор, а также уклон крыши (например, для внутреннего пролета 7,5 футов и длины карниза 1,5 фута следует указать общую длину стропил, равную 9 футов с опорами на 0 футов и 7.5 футов, образуя консоль 1,5 фута справа)

Ширина притока:

StruCalc: На основе межосевого расстояния между стропилами

ClearCalcs: То же, но для экономии времени, если вы выберете предустановку Rafter, ширина притока будет по умолчанию равной интервалу OC Rafter, который вы указали на панели Project Details при создании проекта, но это можно изменить для каждого расчета, если у ваших стропил разный интервал. O.C. интервал будет указан в поле «Ширина притока» в футах.Так, если вы укажете, например, 16 дюймов, это будет преобразовано в 1,33 фута

Загрузки:

StruCalc: Введите временную и статическую нагрузку на крышу, а также включите или выключите снег

ClearCalcs: То же, за исключением того, что вы лучше контролируете снеговую нагрузку и можете добавлять дополнительные частичные или точечные нагрузки для таких вещей, как солнечные батареи. Если вы хотите удвоить динамическую нагрузку на карниз, просто добавьте частично распределенную нагрузку на эту часть стропила.

Распорка

StruCalc: По умолчанию используется верхнее крепление, и вы можете установить флажок, чтобы добавить «Связь, примененная к нижней части стропил»

ClearCalcs: Также по умолчанию используется верхняя распорка, но есть еще больше вариантов распорки! N.B. Эквивалентной отметке «Укрепление, приложенное к нижней части стропил» в ClearCalcs будет «Верхняя и нижняя подкосы»

Балка от бедра / впадины

ClearCalcs имеет очень похожий калькулятор бедра / впадины, который позволяет вводить размеры в плане и автоматически регулировать нагрузки и длину в зависимости от крыши.Чтобы использовать его, создайте балку и выберите предустановку балки «Бедро / долина». Это позволит вам установить длину стороны и уклон крыши, а также автоматически установит коническую / трапециевидную нагрузку на бедро.

Колонна

Ознакомьтесь с полным руководством по деревянным колоннам, включая короткое видео и рабочие примеры.

Галстук-воротник

Наш модуль воротниковых стяжек позволяет вам спроектировать либо воротниковые стяжки, либо стропила, либо стропильные стропы вместе. Ознакомьтесь с полным руководством по использованию и теории здесь.

Модули стяжки воротника StruCalc и ClearCalcs очень похожи в том, что вы предоставляете отдельную длину стропил, длину карниза и уклон крыши, но есть некоторые ключевые различия в дополнительных возможностях, которые обеспечивает ClearCalcs:

Вы можете указать дополнительную галстук вместо одной
Стропильная балка и анкерные элементы могут быть спроектированы с отдельными размерами / типами древесины, как в StruCalc

Нагрузка вводится вдоль верхней части стропил и позволяет применять как распределенные нагрузки, так и точечные нагрузки.StruCalc по умолчанию имеет значение 24 дюйма в открытом состоянии. интервал, тогда как ClearCalcs по умолчанию 16 дюймов O.C. расстояние (1,33 фута).
Ввод нагрузки аналогичен вводу нагрузки на балку, но, поскольку стропила наклонные, также включает опцию « ориентации » с опцией « Гравитация » или « Выровнено » в зависимости от того, действует ли нагрузка прямо вверх и вниз в соответствии с силой тяжести (например, на крыше нагрузка) или перпендикулярно балке, как ветер.

Стенка сдвига

ClearCalcs в настоящее время не имеет специального модуля Shear Wall (но мы постоянно добавляем дополнительные вычисления!).Хотите увидеть это раньше? Дайте нам знать! Мы расставляем приоритеты на основе отзывов.

Дополнительные / новые вычисления в ClearCalcs

ClearCalcs имеет несколько дополнительных расчетов, недоступных в StruCalc, включая компоненты ветра и облицовку, проектирование стальных элементов (принесите результаты анализа из другой программы), бетонные балки и колонны, конструктор нестандартных поперечных сечений, холоднокатаные стальные балки и колонны и портал. Анализ кадров. Мы постоянно добавляем больше — дайте нам знать, что вы хотите увидеть!

Особенности

Добавление и управление новыми расчетами и проектами

Выберите расчет

StruCalc: Выберите значок нужного вычисления в нижней части экрана

ClearCalcs: Находясь в проекте, вы нажимаете синюю кнопку «Добавить новый расчет» на боковой панели и выбираете новый расчет, который хотите добавить.

Выбор материала для дизайна в

StruCalc: Выберите значок нужного вычисления в нижней части экрана

Выбор конкретных типов балок

StruCalc: Отдельные значки внизу для стропила, балки перекрытия, балки вальмы / впадины

ClearCalcs: Сначала выберите калькулятор (например,Деревянная балка), а затем выберите подтип из открывшегося списка предустановок (например, Стропила, Балка перекрытия). В этих предустановках используется тот же калькулятор балки, но предварительно указаны ключевые входные данные — например, предустановка перекрытия перекрытия будет установлена как повторяющееся значение

Создание нового проекта

И ClearCalcs, и StruCalc имеют схожую концепцию «проектов» с размещенными внутри них вычислениями.

StruCalc: Создайте новый проект из меню «Файл», новые вычисления появятся вверху экрана и вверху боковой панели

ClearCalcs: Создайте новый проект из главного экрана, новые вычисления появляются на боковой панели по мере их добавления.

Изменение порядка, копирование и удаление вычислений

StruCalc: Управляйте вычислениями на боковой панели и вверху страницы

ClearCalcs: Все вычисления отображаются на боковой панели, где их можно перетащить, чтобы изменить порядок их выполнения. Щелкните отдельный расчет, и вы можете по отдельности копировать, удалять или менять местами материалы в правом верхнем углу экрана.

Отслеживание нагрузки

Отслеживание нагрузки между балками, колоннами и фундаментом — одна из лучших функций StruCalc, поскольку она позволяет быстро и безошибочно распределять нагрузки сверху вниз по конструкции.Отслеживание загрузки ClearCalcs работает очень похоже!

StruCalc: Щелкните синюю гиперссылку для «Точечная динамическая нагрузка» или «Осевая динамическая нагрузка», чтобы выбрать элемент и реакцию для загрузки дорожки. Нагрузка отслеживается на правой панели.

ClearCalcs: Щелкните значок «звено» синей цепи рядом с точечной нагрузкой и выберите элемент и реакцию, от которой требуется отслеживать. Нагрузка отслеживается непосредственно в таблице точечной нагрузки и будет динамически обновляться по мере внесения изменений в другие вычисления.Если ваши изменения приводят к сбою связанного листа, он будет отображаться красным на боковой панели.

Печать

StruCalc: Щелкните «Предварительный просмотр» на боковой панели, чтобы просмотреть и распечатать один расчет, или щелкните значок «Печать» на нижней панели, чтобы распечатать все.

ClearCalcs: Щелкните «Экспорт» на боковой панели проекта, чтобы распечатать весь проект, или щелкните значок «Экспорт» в правом верхнем углу выбранного вычисления, чтобы распечатать отдельный расчет. Расчеты будут загружены в виде PDF-файла, который при желании можно будет распечатать.В диалоговом окне «Экспорт» вы можете выбрать или удалить расчеты из печати, а также выбрать уровень детализации печати.

AutoSize

И StruCalc, и ClearCalcs дают возможность автоматически изменять размер элементов для ускорения проектирования.

StruCalc: Щелкните «AutoSize» на боковой панели, выберите желаемый уклон и запустите

ClearCalcs : ClearCalcs предлагает расширенные возможности для поиска желаемого участника:

Везде, где вы видите «Выбрать… «под выбранным элементом нажмите, чтобы открыть диалоговое окно, в котором будут показаны все доступные параметры и их влияние на адекватность, отфильтровать или выбрать нужный вариант

При настройке нового проекта вы можете указать «предпочтительные» разделы для использования на экране «Сведения о проекте» или скопировать из прошлого проекта. После того, как вы указали предпочтительные разделы, в любом месте, где вы видите кнопку «Автоматически изменить размер» под выбранным элементом, вы можете щелкнуть, чтобы автоматически выбрать наиболее оптимальный раздел на основе ваших предпочтений, или вы можете нажать «Выбрать»… «и увидите, что нужные разделы помечены звездочкой вверху списка рядом с их соответствием.

Коды регулировочных элементов

StruCalc: Используя «Коды элементов» на боковой панели, вы можете выбрать строительный код и NDS, для которых вы хотите спроектировать (до 2015 г.)

ClearCalcs: ClearCalcs постоянно обновляется и поддерживает самые последние версии IBC и NDS

Регулировка пределов отклонения и значений по умолчанию

StruCalc : щелкните значок шестеренки «Параметры», чтобы отредактировать пределы нагрузки и прогиба по умолчанию для всей программы

ClearCalcs: Значения по умолчанию устанавливаются для каждого проекта.Когда вы впервые создаете проект, вы увидите список параметров проекта по умолчанию на экране «Сведения о проекте», где вы можете изменить настройки для пределов нагрузки и отклонения по умолчанию.

Редактор материалов

StruCalc : щелкните значок редактора материалов на нижней панели, выберите тип материала, который вы хотите отредактировать, и сохраните его новые свойства.

ClearCalcs : К сожалению, в настоящее время мы не предлагаем возможность сохранять материалы обратно в вашу библиотеку.Мы постоянно обновляем каталоги разделов, однако, если отсутствует раздел, который вы хотели бы добавить, не стесняйтесь сообщить нам об этом — обычно это можно сделать в течение нескольких дней, и это принесет пользу всем пользователям ClearCalcs.

Мы постоянно обновляем ClearCalcs, добавляя новые функции каждые несколько недель. Вы можете ознакомиться с обновленными статьями о новых полезных функциях в нашем разделе Advanced Tricks, но есть пара самых удобных вещей, которые вы можете сделать, это определенно указать свою собственную систему единиц измерения и ввести формулы в любое поле ввода.

Балки — поддерживаются на обоих концах

Напряжение в изгибаемой балке можно выразить как

σ = y M / I (1)

, где

σ = напряжение (Па (Н / м ^{) 2}), Н / мм ², psi)

y = расстояние до точки от нейтральной оси (м, мм, дюйм)

M = изгибающий момент (Нм, фунт дюйм)

I = момент инерции (м ⁴, мм ⁴, в ⁴)

Калькулятор ниже можно использовать для расчета максимального напряжения и прогиба балок с одной одиночной или равномерно распределенной нагрузкой.

Балка, поддерживаемая на обоих концах — равномерная непрерывная распределенная нагрузка

Момент в балке с равномерной нагрузкой, поддерживаемой на обоих концах в положении x, может быть выражен как

M _x = qx (L — x) / 2 (2)

где

M _x = момент в положении x (Нм, фунт дюйм)

x = расстояние от конца (м, мм, дюйм)

Максимум момент находится в центре балки на расстоянии L / 2 и может быть выражен как

M _max = q L ²/8 (2a)

где

M _макс = максимальный момент ( Нм, фунт-дюйм)

q = равномерная нагрузка на единицу длины балки (Н / м, Н / мм, фунт / дюйм)

9040 1 L = длина балки (м, мм, дюйм)

Максимальное напряжение

Уравнения 1 и 2a могут быть объединены для выражения максимального напряжения в балке с равномерной нагрузкой. на обоих концах на расстоянии L / 2 как

σ _max = y _max q L ² / (8 I) (2b)

где

σ _max = максимальное напряжение (Па (Н / м ²), Н / мм ², psi)

y _max = расстояние до крайней точки от нейтральной оси (м, мм, дюйм)

1 Н / м ² = 1×10 ^-6 Н / мм ² = 1 Па = 1.4504×10 ^-4 фунтов на кв. Дюйм
1 фунт / дюйм (фунт / дюйм ²) = 144 фунта на квадратный дюйм (_{фунт на} / фут ²) = 6,894,8 Па (Н / м ²) = 6,895×10 ^{— 3} Н / мм ²

Максимальный прогиб :

δ _max = 5 q L ⁴ / (384 EI) (2c)

где

max = максимальный прогиб (м, мм, дюйм)

E = Модуль упругости (Па (Н / м ²), Н / мм ², psi)

Прогиб в положении x:

δ _x = qx ( L ³ — 2 L x ² + x ³) / (24 EI) (2d)

Примечание! — прогиб часто является ограничивающим фактором при проектировании балки.Для некоторых применений балки должны быть прочнее, чем требуется при максимальных нагрузках, чтобы избежать недопустимого прогиба.

Силы, действующие на концы:

R ₁ = R ₂

= q L / 2 (2e)

где

R = сила реакции (Н, фунт)

Пример — Балка с равномерной нагрузкой, метрические единицы

Балка UB 305 x 127 x 42 длиной 5000 мм несет равномерную нагрузку 6 Н / мм .Момент инерции балки составляет 8196 см ⁴ (81960000 мм ⁴) , а модуль упругости стали, используемой в балке, составляет 200 ГПа (200000 Н / мм ²) . Высота балки 300 мм (расстояние от крайней точки до нейтральной оси 150 мм ).

Максимальное напряжение в балке можно рассчитать

σ _max = (150 мм) (6 Н / мм) (5000 мм) ² / (8 (81960000 мм ⁴))

= 34.3 Н / мм ²

= 34,3 10 ⁶ Н / м ² (Па)

= 34,3 МПа

Максимальный прогиб балки можно рассчитать

δ _макс = 5 (6 Н / мм) (5000 мм) ⁴ / (( 200000 Н / мм ² ) ( 81960000 мм ⁴) 384)

= 2,98 мм

Расчет балки с равномерной нагрузкой — метрические единицы

1 мм ⁴ = 10 ^-4 см ⁴ = 10 ^-12 м ^{4 9034 1 см ⁴ = 10 ^-8 м = 10 ⁴ мм}
1 дюйм ⁴ = 4.16×10 ⁵ мм ⁴ = 41,6 см ⁴
1 Н / мм ² = 10 ⁶ Н / м ² (Па)

Расчет балки с равномерной нагрузкой — Имперские единицы

Пример — балка с равномерной нагрузкой, британские единицы

Максимальное напряжение в стальной широкополочной балке W 12 x 35 дюймов, 100 дюймов длиной , момент инерции 285 дюймов ⁴ , модуль упругости 2

00 psi

, при равномерной нагрузке 100 фунтов / дюйм можно рассчитать как

σ _max = y _max q L ² / (8 I)

= (6.25 дюймов (100 фунтов / дюйм) (100 дюймов) ² / (8 (285 дюймов ⁴))

= 2741 (фунт / дюйм ², psi)

Максимальное отклонение может можно рассчитать как

δ _max = 5 q L ⁴ / (EI 384)
= 5 (100 фунтов / дюйм) (100 дюймов) ⁴ / ((2
00 фунтов / дюйм
²) (285 дюймов ⁴) 384)
= 0,016 дюйма

Балка, поддерживаемая на обоих концах — нагрузка в центре

Максимальный момент в балке с центральной нагрузкой, поддерживаемой с обоих концов :

M _max = FL / 4 (3a)

Максимальное напряжение

Максимальное напряжение в балке с одноцентровой нагрузкой, поддерживаемой с обоих концов:

σ _max = y _max FL / (4 I) (3b) 904 84

, где

F = нагрузка (Н, фунт)

Максимальный прогиб можно выразить как

δ _max = FL ³ / (48 EI) (3c)

Силы, действующие на концы:

R ₁ = R ₂

= F / 2 (3d)

Калькулятор балки с одним центром нагрузки — метрические единицы

Калькулятор балки с одним центром нагрузки — британская система мер Единицы измерения

Пример — балка с одинарной центральной нагрузкой

Максимальное напряжение в стальной широкополочной балке шириной 12 x 35 дюймов, 100 дюймов длиной , момент инерции 285 дюймов ⁴ , модуль упругости 2

00 psi

, с центральной нагрузкой 10000 фунтов можно рассчитать как

σ _max = y _max FL / (4 I)

= (6.25 дюймов) (10000 фунтов) (100 дюймов) / (4 (285 дюймов ⁴))

= 5482 (фунт / дюйм ², psi)

Максимальный прогиб можно рассчитать как

δ _макс = FL ³ / EI 48

= (10000 фунтов / дюйм) (100 дюймов) ³ / ((2

00 фунтов / дюйм

²) (285 дюймов ⁴) 48 )

= 0,025 дюйма

Некоторые типичные пределы отклонения по вертикали

Общее отклонение: пролет / 250
Отклонение при динамической нагрузке: пролет / 360
консоли: пролет / 180
балки деревянных перекрытий: пролет / 330 (макс. 14 мм)
хрупкие элементы: пролет / 500
подкрановые балки: пролет / 600

Балка, поддерживаемая на обоих концах — эксцентричная нагрузка

Максимальный момент в балке с одиночной эксцентрической нагрузкой в точке нагрузки:

M _макс = F ab / L (4a)

Максимальное напряжение

Максимальное напряжение в балке с одноцентровой нагрузкой, поддерживаемой с обоих концов:

σ _max = y _max F ab / (LI) (4b)

Максимальный прогиб в точке нагрузки можно выразить как

δ _F = F a ² b ² / (3 EIL) (4c)

Силы, действующие на торцы:

R ₁ = F b / L (4d)

R ₂ = F a / L (4e)

Балка, поддерживаемая на обоих концах — две эксцентрические нагрузки

Максимальный момент (между нагрузками) в балке с двумя эксцентрическими нагрузками:

M _max = F a (5a)

Максимальное напряжение

Максимальное напряжение в балке с двумя эксцентрическими нагрузками, поддерживаемыми на обоих концах:

σ _max = y _max F a / I (5b)

Максимум прогиб в точке нагрузки можно выразить как

δ _F = F a (3L ² — 4 a ²) / (24 EI) (5c)

Силы, действующие на концы:

R ₁ = R ₂

= F (5d)

Вставьте балки в свою модель Sketchup с помощью Engineering ToolBox Sketchup Extension

Балка поддерживается на обоих концах — трехточечная нагрузка

Максимальный момент (между нагрузками) в балке с тремя точечными нагрузками:

M _{max 90 822 = FL / 2 (6a)}

Максимальное напряжение

Максимальное напряжение в балке с тремя точечными нагрузками, поддерживаемыми с обоих концов:

σ _max = y _max FL / (2 I) ( 6b)

Максимальный прогиб в центре балки можно выразить как

δ _F = FL ³ / (20.

alexxlab