Расчет стропильной системы

Рассчет деревянных балок межэтажного перекрытия и стропил крыши

Расчет деревянных стропил крыши

Обычно в частном строительстве для устройства крыши дома используется деревянная стропильная система, которая обычно состоит из стропил (верхний пояс стропильной системы), обрешетки, подкосов, затяжек, стоек и прогонов. Основным элементом из них являются стропила. Именно от их надежности зависит "сложится" ли ваша крыша или нет. Поэтому для того, чтобы этого не случилось данные конструкции необходимо рассчитывать — делать подбор минимально допустимого сечения по прочности и прогибу.

Сделать это Вы можете на данной странице, где Вам предлагается произвести расчет деревянных стропил крыши (расчет обрешетки см. другой калькулятор) для восьми типов стропильной системы:

  • Тип 1 — односкатная крыша, в которой стропила опираются на две опоры.
  • Тип 2 — в основе стропильной системы лежит треугольник, стропилины которого опираются по двум точкам.
  • Тип 3 — двухскатная крыша, состоящая из треугольной стропильной системы, в которой используются подкосы.
  • Тип 4 — треугольная арка с затяжкой на опорах.
  • Тип 5 — стропила крыши с шарнирным опиранием по концам и жестким защемлением в области конька.
  • Тип 6 — в стропильной системе каждая стропилина опирается на три опоры.
  • Тип 7 — стропильная система, в которой стропилины соединены приподнятой затяжкой.
  • Тип 8 — стропильная система мансардной крыши, которая опирается на четыре опоры и имеет затяжку в области верхних опор.

Примечание: Данный список можно было еще долго и долго продолжать. Но даже если Ваша крыша точно не соответствуют перечисленным типам, благодаря данному калькулятору Вы все равно сможете ее рассчитать. Просто нужно подобрать наиболее подходящий из предложенных.

Исходные данные

Срок службы — здесь указывается срок, на протяжении которого конструкции должны исправно работать.

Про остальные параметры (длины (L и L0), шаг стропил (K), высоты крыши (Н, Н1 и Н2) ) и так все понятно. Здесь просто нужно смотреть на рисунок.

Для справки, стропилина — это одна из досок стропил.

Материал — здесь выбирается порода дерева, из которой будут изготовлены стропилины, а впоследствии и стропила.

Ширина (B) и высота (D) — размеры сечения стропилины.

Сорт древесины — здесь выбирается сорт древесины, из которого будут изготовлены стропилины.

Пропитка — ставится "Да", если древесина будут подвержена глубокой пропитке антипиренами под давлением.

По СНиП "Нагрузки и воздействия" нагрузка на стропила может быть неравномерной. Другими словами, стропилина слева может быть нагружена больше, чем стропилина справа (подробнее об этом в статье: сбор нагрузок на кровлю и стропила ). Поэтому, если рассчитывается лишь одна стропилина, то нормативные (qн ) и расчетные (qр ) нагрузки берутся максимальные (в нашем случае слева). А если расчет стропил крыши производится так, как в случае с затяжками (когда рассчитывается стропило целиком), то нужно указывать и нагрузки слева (qн1, qr1 ) и нагрузки справа (qн2, qr2 ) .

Результат

Длины (L1 и L2) — расчетные длины стропилин.

Углы наклона (P, P1 и P2) — углы наклона стропил и подкоса. В случае с подкосом угол наклона Р2 желательно делать в пределах 45-53°.

Гибкость стропилины — параметр необходимый для расчета стропил на сжатие.

Расчет по прочности:

Gстропил. — напряжение, возникающее в стропилах.

Rтреб — требуемое расчетное сопротивление древесины. Если возникающее напряжение превышает его, то стропилы по прочности не проходят. В этом случае нужно, либо уменьшать шаг стропил, либо увеличивать их сечение.

Запас — в случае, если Gстропил. >Rтреб. то здесь показывается на сколько превышено напряжение в стропилах; в противном случае (Gстропил. Rтреб ) в данной графе отображается запас прочности.

Примечание: в случае, если стропилина имеет три опоры, то расчет по прочности производится в двух вариантах:

  • Вариант 1 — на усилия и момент, возникающие на средней опоре.
  • Вариант 2 — на усилия и момент, возникающие в большем пролете (L1 или L2).

Расчет по прогибу:

В принципе, если Вы строите дом себе, то на него можно не обращать внимания при условии, что стропила по прочности проходят.

Fстропил. — прогиб, который возникает под действием нагрузок.

Fmax — максимально допустимый прогиб для стропил.

Запас — здесь отображается, либо процент запаса (положительная цифра), либо на сколько действительный погиб стропил крыши превышает максимально допустимый (отрицательная цифра).

Дорогие сообщники, прошу помочь с освоением теоретической части. Хочу овладеть методикой расчета стропильной конструкции.

Итак, имеем следующую конструкцию:

Пролет 10 метров и 3 точки опоры. В авторитетных источниках для таких пролетов рекомендуют применять распорки, опирающиеся непосредственно на внутреннюю несущую стену (та, которая посередине фермы). Но, к сожалению, в таком случае эти распорки не позволят использовать чердак для хозяйственных нужд. (Пойди пройди по такому, когда всюду поперек чердака балки). Отсюда появилась идея опереть распорки на затяжку. Только бы правильно рассчитать сечение балок…

Как я начал считать: сначала суммировал нагрузки на стропила, а затем часть этих нагрузок передал по распорке на затяжку. Вот что получилось в цифрах:

Снеговая нагрузка (84 кгс/м2) + ветровая нагрузка (38 кгс/м2) + кровля из асбестоцементного шифера (14 кгс/м2) + рубероид под шифером (1.4 кгс/м2) + деревянная обрешетка под шифер (12.5 кгс/м2) = 150 кгс/м2.

Итак, нагрузка на стропила:

  • Нормативная нагрузка: 150 кгс/м2;
  • Расчетная нагрузка (+30%): 190 кгс/м2.

Теперь можно применить онлайн-калькулятор сечения деревянных балок для расчета сечения стропил.

Делаю два допущения (правомерно ли?):

  • Рассматриваю стропило как обычную горизонтальную равномерно нагруженную балку;
  • Считаю, что распорка, расположенная посередине 6-метрового стропила, вдвое сокращает расчетный пролет. По одну сторону распорки находится как-бы один 3-х метровых пролет, а по другую сторону — другой. И можно рассчитывать эти пролеты порознь.

Длина одного пролета 3 метра, нагрузка по площади в 190 кг/м2, шаг 1 м., относительный прогиб 1/150 => минимальное сечение стропила 150×50.

Теперь передадим нагрузку по распорке и бабке на затяжку.

Пересчитав на площадь крыши и количество стропильных ферм, я получил, что расчетная нагрузка на 1 стропило длиной в 6 метров составляет 980 кг. Эта нагрузка равномерно распределена по всей длине стропила.

Расчет деревянных балок перекрытий: онлайн-калькулятор, принципы расчетов

Каждое стропило имеет три точки опоры: бабка, распорка и мауэрлат. Примем, что на каждую из этих точек стропило передает одинаковую нагрузку: 980/3=327 кгс. (Разумное допущение?)

Далее я сделал допущение, что в точках "Б" и "В" нет смысла просчитывать нагрузку, так как она передается непосредственно на внутреннюю стену и мауэрлат. (Я прав?)

А в точку "А" затяжки спускается сосредоточенная нагрузка в 327 кгс + вес распорки (пусть 10 кг) + 1/3 веса стропила (пусть 10 кг) = 347 кгс.

Итак, сосредоточенная нагрузка на затяжку:

  • Нормативная нагрузка: 347 кгс;
  • Расчетная нагрузка (+30%): 451 кгс.

Так как затяжка будет выполнять роль чердачного перекрытия, то она будет нести определенную равномерно распределенную нагрузку от утеплителя из блоков соломы (40 кгс/м2) + чернового пола из досок (12.5 кгс/м2) + эксплуатационную нагрузку (100 кгс/м2) = 153 кгс/м2

Итак, равномерно распределенная нагрузка на затяжку:

  • Нормативная нагрузка: 153 кгс/м2;
  • Расчетная нагрузка (+30%): 200 кгс/м2.

Вопрос: как совместить распределенную (200 кгс/м2) и сосредоточенную (451 кгс) нагрузки и посчитать подходящее сечение затяжки?

‹ Круглый домНужен совет: белые пятна на древесине ›

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *