如何計算椽子：我們計算正確

我國氣候變化無常，因此在建房屋的椽系統必須具有足夠高的可靠性和耐久性。本文介紹瞭如何計算椽子和桁架系統及其上的各種載荷，並提供了此類計算的示例。

無論未來屋頂的選擇形狀如何，它的椽系統都必須足夠堅固，為此首先必須正確和正確地計算桁架系統。

設計師和建築師的首要任務不是設計建築物的外觀，而是對計劃中的房屋強度進行定性計算，包括其椽系統。

椽系統的計算包括許多不同的參數，其中包括：

• 重量 屋頂材料用於覆蓋屋頂，例如 - 軟屋頂、ondulin、天然瓷磚等；
• 室內裝飾材料的重量；
• 椽系統本身結構的重量；
• 樑和椽的計算；
• 外部天氣對屋頂等的影響。

在計算桁架系統的過程中，必須計算以下位置：

1. 椽子截面的計算；
2. 椽間距，即它們之間的距離；
3. 椽系統的跨度；
4. 設計桁架並選擇在施工期間使用哪種椽子連接方案 - 分層或懸掛;
5. 基礎和支架的承載能力分析；
6. 計算附加元素，例如連接椽子結構的泡芙，防止其“四處行駛”和允許“卸載”椽子的支撐。

使用典型項目時，無需考慮如何計算桁架系統，因為所有計算都已經完成。在根據單個項目進行施工的情況下，應提前進行所有必要的計算。

學習 自己動手蓋屋頂 和計算應該是具有足夠資格並具有必要知識和技能的專家。

椽結構元件的要求

為了製造椽子的結構元件，使用針葉木，其水分含量不應超過 20%。

現代屋頂木材材料 經特殊防護製劑預處理。根據下面討論的計算選擇椽子厚度等參數。

根據影響的持續時間，影響椽子設計並可能需要加強桁架系統的負載分為兩類：臨時和永久：

1. 永久荷載包括由椽結構的自重、屋頂材料的重量、板條、隔熱材料和用於裝飾天花板的材料產生的荷載。它們直接受到椽子大小的影響；
2. 活荷載也可分為短期、長期和特殊。短期負荷包括屋頂工人的重量和他們使用的工具和設備的重量。此外，短期荷載還包括屋頂的風荷載和雪荷載。特殊載荷包括相當罕見的動作，例如地震。

要使用這些荷載組的極限狀態計算桁架系統，有必要考慮它們的最不利組合。

雪荷載計算

積雪負荷的最完整計算值使用以下公式計算：

S=Sg*µ

• 式中 Sg 為表中每 1 m 積雪質量的計算值² 水平地球表面；
• µ 是一個係數，用於確定從地面積雪重量到屋頂雪荷載的轉換。

根據屋頂斜坡的傾斜角度選擇係數 µ 的值：

如果屋頂坡度的坡度角不超過 25°，則 µ=1。

μ=0.7，當斜坡的傾斜角度在25-60°範圍內時。

重要提示：如果屋頂坡度超過 60 度，則在計算椽系統時不考慮積雪荷載值。

風荷載計算

計算地平面以上一定高度的平均風荷載設計值，採用下式：

W=工作*k

式中Wo為標準規定的風荷載值，按風區取自表中；

k - 考慮到風壓隨高度的變化，從表中選擇的係數，取決於施工區域：

1. “A”欄表示水庫開闊海岸、湖泊和海洋、苔原、草原、森林草原和沙漠等區域的係數值；
2. “B”列包括城市地區、森林地區和其他被大於 10 米高的障礙物均勻覆蓋的地區的值。

重要提示：計算屋頂風荷載時的地形類型可能因計算中使用的風向而異。

椽子部分和椽子系統其他元素的計算

椽的橫截面取決於以下參數：

• 椽腿的長度；
• 安裝框架房屋椽子的台階；
• 給定區域中各種負載的估計值。

表中給出的數據不是椽系統的完整計算，它們僅建議在對簡單屋頂結構進行椽工作時的計算中使用。

表中給出的值對應於莫斯科地區椽系統的最大可能負載。

我們為椽子系統給出了椽子其他結構元素的尺寸：

• Mauerlat：截面為 150x150、150x100 或 100x100 毫米的鋼筋；
• 對角線谷和腿：截面為 200x100 毫米的鋼筋；
• 運行：截面為 200x100、150x100 或 100x100 毫米的鋼筋；
• 泡芙：截面為 150x50 毫米的棒材；
• 作為機架支撐的橫桿：截面為 200x100 或 150x100 毫米的桿；
• 架子：橫截面為 150x150 或 100x100 毫米的鋼筋；
• 簷口板、支柱和小馬：截面為 150x50 毫米的鋼筋；
• 包邊和麵板：截面 (22-25) x (100-150) 毫米。

椽系統的計算示例

我們舉一個具體的椽子系統的計算例子。我們將以下內容作為初始數據：

• 屋頂的設計荷載為 317 kg/m²;
• 標準負載為 242 kg/m²;
• 斜坡坡度為30º；
• 水平投影跨度為 4.5 米，而 L₁ = 3 米，大號₂ = 1.5 米；
• 椽子的安裝步長為 0.8 m。

橫桿用螺栓固定在椽子的腿上，以避免用釘子“磨”它的末端。對此，二級弱化木材料的抗彎強度值為0.8。

R_伊茲格\u003d 0.8x130 \u003d 104 公斤/平方厘米。

椽系統的直接計算：

• 作用在椽子一米直線長度上的荷載計算：

q_R=Q_R x b \u003d 317 x 0.8 \u003d 254 公斤/米

q_n=Q_n x b \u003d 242 x 0.8 \u003d 194 公斤/米

• 如果屋頂坡度的坡度不超過 30 度，則椽子按彎曲單元計算。

據此計算最大彎矩：

M = -q_Rx(大號₁³ + 大號₂³) / 8x(長₁+L₂) = -254 x (3³+1,5³) / 8 x (3 + 1.5) \u003d -215 公斤 x 米 \u003d -21500 公斤 x 厘米

注：負號表示彎曲方向與施加載荷相反。

• 接下來，計算出椽腿所需的抗彎矩：

W=M/R_伊茲格 = 21500/104 = 207 厘米³

• 對於椽子的製造，通常使用板，其厚度為 50 毫米。取椽的寬度等於標準值，即b=5 厘米。

使用所需的阻力矩計算椽子的高度：

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

• 獲得了椽子的以下尺寸：截面 b \u003d 5 厘米，高度 h \u003d 16 厘米。根據 GOST 參考木材的尺寸，我們選擇最接近這些參數的尺寸：175x50 毫米。
• 檢查椽橫截面的結果值以了解跨度的撓度：L₁\u003d 300 厘米。第一步是計算給定截面的椽腿在慣性時刻：

J=bh³/12 = 5×17,5³/12 = 2233 厘米³

接下來按照標準計算撓度：

F_也不 =L/200=300/200=1.5cm

最後，應計算該跨度內標準荷載影響下的撓度：

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

1 cm 的計算偏轉值小於 1.5 cm 的標準偏轉值，因此先前選擇的板段 (175x50 mm) 適用於該椽系統的構造。

• 我們計算在椽腿和支柱會合處垂直作用的力：

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

然後將此工作分解為：

• 椽軸 S \u003d N x (cos b) / (sing g) \u003d 357 x cos 49 ° / sin 79 ° \u003d 239 kg；
• 支柱軸 P \u003d N x (cos m) / (sin g) \u003d 357 x cos 30 ° / sin 79 ° \u003d 315 kg。

其中 b=49°，g=79°，m=30°。這些角度通常是預先設置的，或者使用未來屋頂的方案計算出來的。

關於小載荷，有必要建設性地接近支柱橫截面的計算並檢查其橫截面。

如果用一塊木板做支撐，木板厚5厘米，高10厘米（總面積50厘米²)，則其所能承受的壓縮載荷按下式計算：

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

獲得的值幾乎是所需值 315 公斤的 20 倍。儘管如此，支柱的橫截面不會減少。

此外，為了防止其外翻，將在其兩側縫合橫截面為 5x5 厘米的橫桿。這種十字形截面將增加支柱的剛度。

• 接下來，我們計算粉撲感知的推力：

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

crossbar-scrum 的厚度任意設置，b = 2.5 cm。根據木材的抗拉強度計算，等於 70 kg / cm²,計算截面高度(h)所需值：

h \u003d H / b x R_比賽 \u003d 207 / 2.5x70 \u003d 2 厘米

摔跤的橫截面尺寸很小，只有 2x2.5 厘米。我們假設它由 100x25 毫米的木板製成，並用直徑為 1.4 厘米的螺釘固定。為了計算，有必要使用計算螺釘剪切力時使用的公式。

然後根據板的厚度取capercaillie（直徑超過8mm的螺釘）的工作長度值。

一個螺桿的承載力計算如下：

噸_通道 = 80 x 深_通道 x a \u003d 80x1.4x2.5 \u003d 280 公斤

固定 scrum 需要安裝一顆螺釘 (207/280)。

為防止木料在螺絲緊固處被壓壞，螺絲數量的計算公式為：

噸_通道 = 25 x 深_通道 x a \u003d 25x1.4x2.5 \u003d 87.5 公斤

根據獲得的值，熨平板的固定需要三個螺釘 (207/87.5)。

重要提示：選擇 2.5 厘米的緊固板厚度來演示螺釘的計算。在實踐中，為了使用相同的零件，擰緊的厚度或截面通常與椽子的參數相對應。

• 最後，應重新計算所有結構的載荷，將估計的自重更改為計算的自重。為此，使用椽系統元件的幾何特徵，計算安裝椽系統所需的木材總體積。

這個體積乘以木頭的重量，重量為1米³ 這大約是 500-550 公斤。根據屋頂的面積和椽子的間距，計算重量，以千克/米為單位².

椽系統首先提供了正在建造的屋頂的可靠性和強度，因此它的計算以及各種相關計算（例如，椽和樑的計算）應該勝任和仔細地進行，而不是使絲毫的錯誤。

建議將此類計算的執行委託給具有必要經驗和適當資格的專業人員。

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