Paano makalkula ang mga rafters: kinakalkula namin nang tama

Ang mga kondisyon ng panahon ng ating bansa ay pabagu-bago, kaya ang sistema ng rafter ng isang bahay na itinatayo ay dapat na may sapat na mataas na pagiging maaasahan at tibay. Inilalarawan ng artikulong ito kung paano kalkulahin ang mga rafters at truss system, iba't ibang mga pag-load sa kanila at nagbibigay ng isang halimbawa ng naturang pagkalkula.

Anuman ang napiling hugis ng bubong sa hinaharap, ang sistema ng rafter nito ay dapat na sapat na malakas, kung saan kinakailangan, una sa lahat, upang tama at tama na kalkulahin ang sistema ng truss.

Ang pangunahing gawain ng taga-disenyo at arkitekto ay hindi ang disenyo ng hitsura ng gusali, ngunit upang magsagawa ng isang husay na pagkalkula ng lakas ng nakaplanong bahay, kabilang ang sistema ng rafter nito.

Ang pagkalkula ng sistema ng rafter ay may kasamang maraming iba't ibang mga parameter, na kinabibilangan ng:

• timbang mga materyales sa bubongginagamit upang takpan ang bubong, halimbawa - malambot na bubong, ondulin, natural na mga tile, atbp.;
• bigat ng mga materyales na ginagamit para sa panloob na dekorasyon;
• ang bigat ng istraktura ng sistema ng rafter mismo;
• pagkalkula ng mga beam at rafters;
• panlabas na epekto ng panahon sa bubong at iba pa.

Sa proseso ng pagkalkula ng sistema ng truss, kinakailangang kalkulahin ang mga sumusunod na posisyon:

1. Pagkalkula ng seksyon ng mga rafters;
2. Rafter pitch, i.e. ang distansya sa pagitan nila;
3. Mga span ng sistema ng rafter;
4. Pagdidisenyo ng truss truss at pagpili kung aling rafter attachment scheme - layered o hanging - ang gagamitin sa paggawa;
5. Pagsusuri ng mga kakayahan sa tindig ng pundasyon at mga suporta;
6. Pagkalkula ng mga karagdagang elemento tulad ng mga puff na kumokonekta sa istraktura ng mga rafters, na pinipigilan ito mula sa "pagmamaneho sa paligid" at mga braces na nagpapahintulot sa "pag-alis" ng mga rafters.

Kapag gumagamit ng isang tipikal na proyekto, hindi na kailangang isipin kung paano kalkulahin ang sistema ng truss, dahil ang lahat ng mga kalkulasyon ay nakumpleto na. Sa kaso ng pagtatayo ayon sa isang indibidwal na proyekto, ang lahat ng kinakailangang mga kalkulasyon ay dapat isagawa nang maaga.

Mag-aral gawa-sa-sarili na bubong at ang mga kalkulasyon ay dapat na isang espesyalista na may sapat na mga kwalipikasyon at may kinakailangang kaalaman at kasanayan.

Mga kinakailangan para sa mga elemento ng istruktura ng mga rafters

Para sa paggawa ng mga elemento ng istruktura ng mga rafters, ginagamit ang coniferous wood, ang kahalumigmigan na nilalaman nito ay hindi dapat lumampas sa 20%.

modernong materyal na gawa sa bubong pre-treat na may mga espesyal na proteksiyon na paghahanda. Ang mga parameter tulad ng kapal ng mga rafters ay pinili alinsunod sa mga kalkulasyon na tinalakay sa ibaba.

Ang mga load na nakakaapekto sa disenyo ng mga rafters at kung saan maaaring kinakailangan upang palakasin ang sistema ng truss, ayon sa tagal ng epekto, ay nahahati sa dalawang kategorya: pansamantala at permanenteng:

1. Kasama sa mga permanenteng pag-load ang mga karga na nilikha ng sariling bigat ng istraktura ng rafter, ang bigat ng mga materyales para sa bubong, mga batten, thermal insulation at mga materyales na ginamit sa pagtatapos ng kisame. Direkta silang apektado ng laki ng mga rafters;
2. Ang mga live load ay maaari ding hatiin sa panandalian, pangmatagalan at espesyal. Kasama sa mga panandaliang pagkarga ang bigat ng mga manggagawa sa bubong at ang bigat ng mga kasangkapan at kagamitan na kanilang ginagamit. Bilang karagdagan, ang mga panandaliang pagkarga ay kinabibilangan ng mga pagkarga ng hangin at niyebe sa bubong. Kasama sa mga espesyal na pag-load ang medyo madalang na pagkilos tulad ng mga lindol.

Upang kalkulahin ang sistema ng truss gamit ang mga estado ng limitasyon ng mga pangkat ng pag-load na ito, kinakailangang isaalang-alang ang kanilang pinaka hindi kanais-nais na kumbinasyon.

Pagkalkula ng pagkarga ng niyebe

Ang pinakakumpletong kinakalkula na halaga ng pagkarga ng snow cover ay kinakalkula gamit ang formula:

S=Sg*µ

• kung saan ang Sg ay ang kinakalkula na halaga ng mass ng snow cover bawat 1 m na kinuha mula sa talahanayan² pahalang na ibabaw ng lupa;
• Ang µ ay isang coefficient na tumutukoy sa paglipat mula sa bigat ng snow cover sa lupa patungo sa snow load sa bubong.

Ang halaga ng koepisyent µ ay pinili depende sa anggulo ng slope ng mga slope ng bubong:

µ=1 kung ang mga anggulo ng slope ng slope ng bubong ay hindi lalampas sa 25°.

µ=0.7 sa kaso kapag ang mga anggulo ng slope ng mga slope ay nasa hanay na 25-60°.

Mahalaga: kung ang slope ng slope ng bubong ay lumampas sa 60 degrees, ang halaga ng pagkarga ng snow cover ay hindi isinasaalang-alang kapag kinakalkula ang sistema ng rafter.

Pagkalkula ng Wind Load

Upang kalkulahin ang halaga ng disenyo ng average na pag-load ng hangin sa isang tiyak na taas sa itaas ng antas ng lupa, ginagamit ang sumusunod na formula:

W=Wo*k

Kung saan Aba ang halaga ng karga ng hangin na itinatag ng mga pamantayan, na kinuha mula sa talahanayan ayon sa rehiyon ng hangin;

k - isinasaalang-alang ang pagbabago sa presyon ng hangin depende sa taas, ang koepisyent na napili mula sa talahanayan, depende sa lugar kung saan isinasagawa ang konstruksiyon:

1. Ang Column "A" ay nagpapahiwatig ng mga halaga ng koepisyent para sa mga lugar tulad ng bukas na baybayin ng mga reservoir, lawa at dagat, tundra, steppes, kagubatan-steppes at disyerto;
2. Kasama sa Column "B" ang mga halaga para sa mga urban na lugar, kagubatan na lugar at iba pang mga lugar na sakop nang pantay-pantay ng mga hadlang na higit sa 10 metro ang taas.

Mahalaga: ang uri ng lupain kapag kinakalkula ang pagkarga ng hangin sa bubong ay maaaring mag-iba depende sa direksyon ng hangin na ginamit sa pagkalkula.

Pagkalkula ng mga seksyon ng mga rafters at iba pang mga elemento ng sistema ng rafter

Ang cross section ng mga rafters ay nakasalalay sa mga sumusunod na parameter:

• Ang haba ng mga binti ng rafter;
• Ang hakbang kung saan naka-install ang mga rafters ng frame house;
• Tinantyang halaga ng iba't ibang load sa isang partikular na lugar.

Ang data na ibinigay sa talahanayan ay hindi isang kumpletong pagkalkula ng sistema ng rafter, inirerekomenda lamang ang mga ito para sa paggamit sa mga kalkulasyon kapag ang gawain ng rafter ay isasagawa para sa mga simpleng istruktura ng bubong.

Ang mga halagang ibinigay sa talahanayan ay tumutugma sa pinakamataas na posibleng pag-load sa sistema ng rafter para sa rehiyon ng Moscow.

Ibinibigay namin para sa sistema ng rafter ang laki ng iba pang mga elemento ng istruktura ng mga rafters:

• Mauerlat: mga bar na may seksyon na 150x150, 150x100 o 100x100 mm;
• Diagonal na mga lambak at binti: mga bar na may seksyon na 200x100 mm;
• Tumatakbo: mga bar na may seksyon na 200x100, 150x100 o 100x100 mm;
• Puffs: mga bar na may seksyon na 150x50 mm;
• Mga crossbar na kumikilos bilang mga suporta para sa mga rack: mga bar na may seksyon na 200x100 o 150x100 mm;
• Mga rack: mga bar na may seksyon na 150x150 o 100x100 mm;
• Mga board ng cornice box, struts at fillies: mga bar na may seksyon na 150x50 mm;
• Hemming at frontal boards: seksyon (22-25) x (100-150) mm.

Isang halimbawa ng pagkalkula ng sistema ng rafter

Nagbibigay kami ng isang tiyak na halimbawa ng pagkalkula ng sistema ng rafter. Kinukuha namin ang sumusunod bilang paunang data:

• Ang pag-load ng disenyo sa bubong ay 317 kg / m²;
• ang karaniwang pagkarga ay 242 kg/m²;
• ang anggulo ng slope ng mga slope ay 30º;
• Ang haba ng span sa mga pahalang na projection ay 4.5 metro, habang ang L₁ = 3 m, L₂ = 1.5 m;
• Ang hakbang sa pag-install ng mga rafters ay 0.8 m.

Ang mga crossbars ay nakakabit sa mga binti ng mga rafters gamit ang mga bolts upang maiwasan ang "paggiling" sa mga dulo nito gamit ang mga pako. Sa pagsasaalang-alang na ito, ang halaga ng baluktot na pagtutol ng pangalawang grado na humina na materyal na kahoy ay 0.8.

R_izg\u003d 0.8x130 \u003d 104 kg / cm².

Direktang pagkalkula ng sistema ng rafter:

• Pagkalkula ng pag-load na kumikilos sa isang metro ng linear na haba ng rafter:

q_R=Q_R x b \u003d 317 x 0.8 \u003d 254 kg / m

q_n=Q_n x b \u003d 242 x 0.8 \u003d 194 kg / m

• Kung ang slope ng mga slope ng bubong ay hindi lalampas sa 30 degrees, ang mga rafters ay kinakalkula bilang mga elemento ng baluktot.

Ayon dito, ang maximum na baluktot na sandali ay kinakalkula:

M = -q_Rx(L₁³ + L₂³) / 8x(L₁+L₂) = -254 x (3³+1,5³) / 8 x (3 + 1.5) \u003d -215 kg x m \u003d -21500 kg x cm

Tandaan: Ang minus sign ay nagpapahiwatig na ang direksyon ng baluktot ay kabaligtaran sa inilapat na pagkarga.

• Susunod, ang kinakailangang sandali ng paglaban sa baluktot para sa rafter leg ay kinakalkula:

W=M/R_izg = 21500/104 = 207 cm³

• Para sa paggawa ng mga rafters, ang mga board ay karaniwang ginagamit, ang kapal nito ay 50 mm. Kunin ang lapad ng rafter na katumbas ng karaniwang halaga, i.e. b=5 cm.

Ang taas ng mga rafters ay kinakalkula gamit ang kinakailangang sandali ng paglaban:

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

• Ang mga sumusunod na sukat ng rafter ay nakuha: seksyon b \u003d 5 cm, taas h \u003d 16 cm Ang pagtukoy sa mga sukat ng tabla ayon sa GOST, pipiliin namin ang pinakamalapit na sukat na umaangkop sa mga parameter na ito: 175x50 mm.
• Ang resultang halaga ng cross section ng mga rafters ay sinuri para sa pagpapalihis sa span: L₁\u003d 300 cm Ang unang hakbang ay upang kalkulahin ang rafter leg ng isang partikular na seksyon sa sandali ng pagkawalang-galaw:

J=bh³/12 = 5×17,5³/12 = 2233 cm³

Susunod, ang pagpapalihis ay kinakalkula alinsunod sa mga pamantayan:

f_{hindi rin} =L/200=300/200=1.5cm

Sa wakas, ang pagpapalihis sa ilalim ng impluwensya ng mga karaniwang pag-load sa span na ito ay dapat kalkulahin:

f = 5 x q_n x L⁴ / 384 x E x J = 5 x 1.94 x 300⁴ / 384 x 100000 x 2233 = 1 cm

Ang halaga ng kinakalkula na pagpapalihis ng 1 cm ay mas mababa kaysa sa halaga ng karaniwang pagpapalihis na 1.5 cm, samakatuwid ang naunang napiling seksyon ng mga board (175x50 mm) ay angkop para sa pagtatayo ng sistema ng rafter na ito.

• Kinakalkula namin ang puwersa na kumikilos nang patayo sa convergence ng rafter leg at ang strut:

N = q_R x L/2 + M x L/(L₁xL₂) = 254x4.5 / 2 - 215x4.5 / (3x1.5) = 357 kg

Ang pagsisikap na ito ay nabubulok sa:

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

kung saan b=49°, g=79°, m=30°. Ang mga anggulong ito ay karaniwang itinakda nang maaga o kinakalkula gamit ang scheme ng hinaharap na bubong.

Kaugnay ng maliliit na pagkarga, kinakailangang constructively approach ang kalkulasyon ng cross section ng strut at suriin ang cross section nito.

Kung ang isang board ay ginamit bilang isang strut, ang kapal nito ay 5 cm at ang taas ay 10 cm (ang kabuuang lugar ay 50 cm²), pagkatapos ay ang compression load na maaari nitong mapaglabanan ay kinakalkula ng formula:

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

Ang halaga na nakuha ay halos 20 beses na mas mataas kaysa sa kinakailangang halaga, na 315 kg. Sa kabila nito, hindi mababawasan ang cross section ng strut.

Bukod dito, upang maiwasan ang eversion nito, ang mga bar ay itatahi dito sa magkabilang panig, ang cross section na kung saan ay 5x5 cm. Ang cruciform section na ito ay magpapataas ng rigidity ng strut.

• Susunod, kinakalkula namin ang thrust na napansin ng puff:

H \u003d S x cos m \u003d 239 x 0.866 \u003d 207 kg

Ang kapal ng crossbar-scrum ay itinakda nang arbitraryo, b = 2.5 cm. Batay sa kinakalkula na tensile strength ng kahoy, katumbas ng 70 kg / cm², kalkulahin ang kinakailangang halaga ng taas ng seksyon (h):

h \u003d H / b x R_{mga karera} \u003d 207 / 2.5x70 \u003d 2 cm

Ang cross section ng wrestling ay nakatanggap ng medyo maliit na sukat na 2x2.5 cm. Ipagpalagay natin na ito ay gagawa ng mga board na 100x25 mm ang laki at pinagkakabitan ng mga turnilyo na may diameter na 1.4 cm. Para sa pagkalkula, kinakailangan na gamitin ang mga formula na ginagamit kapag kinakalkula ang mga turnilyo para sa paggugupit.

Pagkatapos ang halaga ng haba ng pagtatrabaho ng capercaillie (isang tornilyo na ang diameter ay lumampas sa 8 mm) ay kinuha depende sa kapal ng board.

Ang pagkalkula ng kapasidad ng tindig ng isang tornilyo ay isinasagawa tulad ng sumusunod:

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

Ang pag-fasten ng scrum ay nangangailangan ng pag-install ng isang turnilyo (207/280).

Upang maiwasan ang pagkadurog ng materyal na kahoy sa lugar ng pangkabit ng tornilyo, ang bilang ng mga tornilyo ay kinakalkula gamit ang formula:

T_ch = 25 x d_ch x a \u003d 25x1.4x2.5 \u003d 87.5 kg

Alinsunod sa halaga na nakuha, ang pangkabit ng screed ay mangangailangan ng tatlong turnilyo (207/87.5).

Mahalaga: ang kapal ng tightening board, na 2.5 cm, ay pinili upang ipakita ang pagkalkula ng mga turnilyo. Sa pagsasagawa, upang magamit ang parehong mga bahagi, ang kapal o seksyon ng apreta ay karaniwang tumutugma sa mga parameter ng mga rafters.

• Sa wakas, ang mga load ng lahat ng mga istraktura ay dapat na muling kalkulahin, na binabago ang tinantyang patay na timbang sa kinakalkula. Upang gawin ito, gamit ang mga geometric na katangian ng mga elemento ng sistema ng rafter, ang kabuuang dami ng tabla na kinakailangan para sa pag-install ng sistema ng rafter ay kinakalkula.

Ang dami na ito ay pinarami ng bigat ng kahoy, timbang na 1 m³ na humigit-kumulang 500-550 kg. Depende sa lugar ng bubong at ang pitch ng mga rafters, ang bigat ay kinakalkula, na sinusukat sa kg / m².

Ang sistema ng rafter ay nagbibigay, una sa lahat, ang pagiging maaasahan at lakas ng bubong na itinatayo, samakatuwid ang pagkalkula nito, pati na rin ang iba't ibang mga kaugnay na kalkulasyon (halimbawa, ang pagkalkula ng mga rafters at beam) ay dapat isagawa nang may kakayahan at maingat, nang hindi ginagawa ang kaunting pagkakamali.

Inirerekomenda na ipagkatiwala ang pagganap ng naturang mga kalkulasyon sa mga propesyonal na may kinakailangang karanasan at naaangkop na mga kwalipikasyon.

Nakatulong ba sa iyo ang artikulo?