Kirişler nasıl hesaplanır: doğru hesaplıyoruz

Ülkemizin hava koşulları değişkendir, bu nedenle yapım aşamasında olan bir evin kiriş sistemi yeterince yüksek güvenilirliğe ve dayanıklılığa sahip olmalıdır. Bu makale, kirişler ve makas sisteminin nasıl hesaplanacağını, üzerlerindeki çeşitli yükleri açıklar ve böyle bir hesaplama örneği sunar.

Gelecekteki çatının seçilen şekli ne olursa olsun, kiriş sistemi, her şeyden önce, kiriş sistemini doğru ve doğru bir şekilde hesaplamak için gerekli olan yeterince güçlü olmalıdır.

Tasarımcının ve mimarın birincil görevi, binanın görünümünü tasarlamak değil, kiriş sistemi de dahil olmak üzere planlanan evin gücünün niteliksel bir hesaplamasını yapmaktır.

Kiriş sisteminin hesaplanması, aşağıdakileri içeren bir dizi farklı parametre içerir:

• ağırlık çatı malzemeleriçatıyı kaplamak için kullanılır, örneğin - yumuşak çatı, ondulin, doğal kiremit vb.
• iç dekorasyonda kullanılan malzemelerin ağırlığı;
• kiriş sisteminin kendisinin yapısının ağırlığı;
• kirişlerin ve merteklerin hesaplanması;
• çatı ve diğer dış hava etkileri.

Makas sisteminin hesaplanması sürecinde, aşağıdaki konumların hesaplanması zorunludur:

1. Kiriş bölümünün hesaplanması;
2. Mertek eğimi, yani aralarındaki mesafe;
3. Kiriş sisteminin açıklıkları;
4. Bir kafes kiriş tasarlamak ve inşaat sırasında hangi kiriş bağlantı şemasının - katmanlı veya asılı - kullanılacağını seçmek;
5. Temel ve desteklerin taşıma kapasitelerinin analizi;
6. Kirişlerin yapısını birbirine bağlayan, "etrafta dolaşmasını" önleyen nefesler ve kirişlerin "boşaltılmasına" izin veren destekler gibi ek elemanların hesaplanması.

Tipik bir proje kullanırken, tüm hesaplamalar zaten tamamlanmış olduğundan, makas sisteminin nasıl hesaplanacağını düşünmeye gerek yoktur. Bireysel bir projeye göre inşaat yapılması durumunda, gerekli tüm hesaplamalar önceden yapılmalıdır.

Çalışmak kendin yap çatı kaplama ve hesaplamalar yeterli niteliklere sahip, gerekli bilgi ve becerilere sahip bir uzman olmalıdır.

Kirişlerin yapısal elemanları için gereklilikler

Kirişlerin yapısal elemanlarının üretimi için, nem içeriği% 20'yi geçmemesi gereken iğne yapraklı ağaç kullanılır.

modern çatı kaplama ahşap malzeme özel koruyucu müstahzarlarla ön işlemden geçirilmiştir. Kirişlerin kalınlığı gibi parametreler aşağıda tartışılan hesaplamalara göre seçilir.

Kirişlerin tasarımını etkileyen ve bunlarla bağlantılı olarak kiriş sisteminin güçlendirilmesi gerekebilecek yükler, etki süresine göre iki kategoriye ayrılır: geçici ve kalıcı:

1. Kalıcı yükler, mertek yapısının kendi ağırlığı, çatı kaplama malzemelerinin ağırlığı, çıtalar, ısı yalıtımı ve tavanı bitirmek için kullanılan malzemeleri içerir. Kirişlerin boyutundan doğrudan etkilenirler;
2. Canlı yükler ayrıca kısa süreli, uzun süreli ve özel olarak ayrılabilir. Kısa süreli yükler, çatı işçilerinin ağırlığı ile kullandıkları araç ve gereçlerin ağırlığını içerir. Ayrıca kısa süreli yükler çatıya gelen rüzgar ve kar yüklerini de içermektedir. Özel yükler, depremler gibi oldukça seyrek görülen eylemleri içerir.

Bu yük gruplarının sınır durumlarını kullanarak kiriş sistemini hesaplamak için, bunların en elverişsiz kombinasyonlarını hesaba katmak gerekir.

Kar yükü hesabı

Kar örtüsü yükünün en eksiksiz hesaplanan değeri aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır:

S=Sg*µ

• Sg, tablodan alınan 1 m başına kar örtüsünün kütlesinin hesaplanan değeridir.² yatay dünya yüzeyi;
• µ, zemindeki kar örtüsünün ağırlığından çatıdaki kar yüküne geçişi belirleyen bir katsayıdır.

µ katsayısının değeri, çatı eğimlerinin eğim açısına bağlı olarak seçilir:

Çatı eğiminin eğim açıları 25°'yi geçmiyorsa µ=1.

Eğimlerin eğim açılarının 25-60° aralığında olması durumunda µ=0,7.

Önemli: Çatı eğiminin eğimi 60 dereceyi aşarsa, mertek sistemi hesaplanırken kar örtüsü yükünün değeri dikkate alınmaz.

Rüzgar Yükü Hesabı

Yer seviyesinden belirli bir yükseklikte ortalama rüzgar yükünün tasarım değerini hesaplamak için aşağıdaki formül kullanılır:

W=Wo*k

Wo, rüzgar bölgesine göre tablodan alınan standartlar tarafından belirlenen rüzgar yükünün değeri olduğunda;

k - yüksekliğe bağlı olarak rüzgar basıncındaki değişimi dikkate alarak, inşaatın yapıldığı alana bağlı olarak tablodan seçilen katsayı:

1. "A" sütunu, rezervuarların açık kıyıları, göller ve denizler, tundra, bozkırlar, orman-bozkırları ve çöller gibi alanlar için katsayı değerlerini gösterir;
2. "B" sütunu, kentsel alanlar, ormanlık alanlar ve 10 metreden daha yüksek engellerle eşit şekilde kaplanmış diğer alanlar için değerleri içerir.

Önemli: Çatıdaki rüzgar yükü hesaplanırken arazi tipi, hesaplamada kullanılan rüzgar yönüne göre değişiklik gösterebilir.

Kirişlerin bölümlerinin ve kiriş sisteminin diğer elemanlarının hesaplanması

Kirişlerin kesiti aşağıdaki parametrelere bağlıdır:

• Kiriş bacaklarının uzunluğu;
• Çerçeve evin kirişlerinin monte edildiği adım;
• Belirli bir alandaki çeşitli yüklerin tahmini değeri.

Tabloda verilen veriler mertek sisteminin tam hesabı değildir, sadece basit çatı yapıları için mertek çalışması yapılacaksa hesaplarda kullanılması tavsiye edilir.

Tabloda verilen değerler, Moskova bölgesi için kiriş sistemi üzerindeki olası maksimum yüklere karşılık gelir.

Kiriş sistemi için kirişlerin diğer yapısal elemanlarının boyutunu veriyoruz:

• Mauerlat: 150x150, 150x100 veya 100x100 mm kesitli çubuklar;
• Çapraz vadiler ve ayaklar: 200x100 mm kesitli çubuklar;
• Hareketler: 200x100, 150x100 veya 100x100 mm kesitli çubuklar;
• Puflar: 150x50 mm kesitli çubuklar;
• Raflar için destek görevi gören traversler: 200x100 veya 150x100 mm kesitli çubuklar;
• Raflar: 150x150 veya 100x100 mm kesitli çubuklar;
• Korniş kutusu levhaları, payandalar ve filetolar: 150x50 mm kesitli çubuklar;
• Kenar kıvırma ve ön panolar: kesit (22-25) x (100-150) mm.

Kiriş sisteminin hesaplanmasına bir örnek

Kiriş sisteminin hesaplanmasına özel bir örnek veriyoruz. Aşağıdakileri başlangıç ​​verileri olarak alıyoruz:

• çatıdaki tasarım yükü 317 kg/m²;
• standart yük 242 kg/m²;
• eğimlerin eğim açısı 30º'dir;
• Yatay projeksiyonlarda açıklık uzunluğu 4,5 metre iken, L₁ = 3 m, Uzunluk₂ = 1,5 m;
• Kirişlerin kurulum adımı 0,8 m'dir.

Çapraz çubuklar, uçlarının çivilerle "taşlanmasını" önlemek için cıvatalar kullanılarak kirişlerin bacaklarına sabitlenir. Bu bakımdan 2. sınıf zayıflatılmış ahşap malzemenin eğilme direnci değeri 0,8'dir.

R_izg\u003d 0,8x130 \u003d 104 kg / cm².

Kiriş sisteminin doğrudan hesaplanması:

• Kirişin bir metre doğrusal uzunluğuna etki eden yükün hesaplanması:

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

• Çatı eğimlerinin eğimi 30 dereceyi geçmiyorsa mertekler eğilme elemanı olarak hesaplanır.

Buna göre maksimum eğilme momenti hesaplanır:

M = -q_Rx(L₁³ + L₂³) / 8x(Sol₁+L₂) = -254x(3³+1,5³) / 8 x (3 + 1,5) \u003d -215 kg x m \u003d -21500 kg x cm

Not: Eksi işareti, eğilme yönünün uygulanan yükün tersi olduğunu gösterir.

• Ardından, kiriş ayağı için gerekli bükülme direnci momenti hesaplanır:

W=E/R_izg = 21500/104 = 207cm³

• Kirişlerin üretimi için genellikle kalınlığı 50 mm olan levhalar kullanılır. Kirişin genişliğini standart değere eşit olarak alın, yani. b=5cm.

Kirişlerin yüksekliği, gerekli direnç momenti kullanılarak hesaplanır:

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

• Kirişin aşağıdaki boyutları elde edildi: bölüm b \u003d 5 cm, yükseklik h \u003d 16 cm Kerestenin GOST'a göre boyutlarına bakıldığında, bu parametrelere uyan en yakın boyutu seçiyoruz: 175x50 mm.
• Kirişlerin enine kesitinin elde edilen değeri, açıklıktaki sapma için kontrol edilir: L₁\u003d 300 cm İlk adım, belirli bir bölümün kiriş ayağını atalet anında hesaplamaktır:

J=bh³/12 = 5×17,5³/12 = 2233cm³

Ardından, sapma standartlara göre hesaplanır:

F_{ne de} =L/200=300/200=1.5cm

Son olarak, bu aralıktaki standart yüklerin etkisi altındaki sapma hesaplanmalıdır:

f = 5xq_N x L⁴ / 384 x E x J = 5 x 1,94 x 300⁴ / 384x100000x2233 = 1cm

Hesaplanan 1 cm'lik sapma değeri, 1,5 cm'lik standart sapma değerinden daha azdır, bu nedenle levhaların önceden seçilen bölümü (175x50 mm) bu mertek sisteminin yapımı için uygundur.

• Kiriş ayağı ve payandanın yakınsamasına dikey olarak etki eden kuvveti hesaplıyoruz:

N = q_R x L/2 + M x L/(U₁XL₂) = 254x4,5 / 2 - 215x4,5 / (3x1,5) = 357 kg

Bu çaba daha sonra şu şekilde ayrıştırılır:

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

burada b=49°, g=79°, m=30°. Bu açılar genellikle önceden belirlenir veya gelecekteki çatı şeması kullanılarak hesaplanır.

Küçük yüklerle bağlantılı olarak, dikmenin enine kesitinin hesaplanmasına yapıcı bir şekilde yaklaşmak ve enine kesitini kontrol etmek gerekir.

Dikme olarak kalınlığı 5 cm, yüksekliği 10 cm (toplam alanı 50 cm olan) bir levha kullanılıyorsa²), dayanabileceği sıkıştırma yükü aşağıdaki formülle hesaplanır:

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

Elde edilen değer, gerekli değer olan 315 kg'ın neredeyse 20 katıdır. Buna rağmen, dikmenin enine kesiti azaltılmayacaktır.

Ayrıca devrilmeyi önlemek için her iki tarafına enine kesiti 5x5 cm olan çubuklar dikilecektir.Bu çapraz kesit dikmenin sertliğini artıracaktır.

• Ardından, nefes tarafından algılanan itme kuvvetini hesaplıyoruz:

H \u003d S x cos m \u003d 239 x 0,866 \u003d 207 kg

Enine kirişin kalınlığı keyfi olarak ayarlanır, b = 2,5 cm Ahşabın hesaplanan gerilme mukavemetine göre, 70 kg / cm'ye eşittir², bölüm yüksekliğinin (h) gerekli değerini hesaplayın:

h \u003d H / b x R_ırklar \u003d 207 / 2,5x70 \u003d 2 cm

Güreşin enine kesiti 2x2,5 cm gibi oldukça küçük boyutlar aldı, 100x25 mm ebadında levhalardan yapılacağını ve 1,4 cm çapında vidalarla sabitleneceğini varsayalım, hesaplama için kullanılması gerekiyor kesme için vidaları hesaplarken kullanılan formüller.

Daha sonra tahtanın kalınlığına bağlı olarak tavuğun (çapı 8 mm'yi geçen bir vida) çalışma uzunluğunun değeri alınır.

Bir vidanın taşıma kapasitesinin hesaplanması şu şekilde yapılır:

T_ch = 80xd_ch x bir \u003d 80x1,4x2,5 \u003d 280 kg

Scrum'ı sabitlemek için bir vidanın (207/280) takılması gerekir.

Ahşap malzemenin vidalama yerinde ezilmesini önlemek için vida sayısı şu formülle hesaplanır:

T_ch = 25xd_ch x bir \u003d 25x1,4x2,5 \u003d 87,5 kg

Elde edilen değere göre şapın sabitlenmesi için üç vida (207/87.5) gerekecektir.

Önemli: Vidaların hesabını göstermek için 2,5 cm olan sıkma levhasının kalınlığı seçilmiştir. Uygulamada, aynı parçaları kullanmak için, sıkmanın kalınlığı veya kesiti genellikle merteklerin parametrelerine karşılık gelir.

• Son olarak, tüm yapıların yükleri yeniden hesaplanmalı ve tahmini ölü ağırlık hesaplanan ölü ağırlıkla değiştirilmelidir. Bunun için mertek sistemi elemanlarının geometrik özellikleri kullanılarak mertek sisteminin montajı için gerekli olan toplam kereste hacmi hesaplanır.

Bu hacim ahşabın ağırlığı ile çarpılır, ağırlık 1 m³ yaklaşık 500-550 kg. Çatının alanına ve kirişlerin eğimine bağlı olarak, kg / m cinsinden ölçülen ağırlık hesaplanır.².

Kiriş sistemi, her şeyden önce, inşa edilen çatının güvenilirliğini ve sağlamlığını sağlar, bu nedenle, hesaplanması ve çeşitli ilgili hesaplamalar (örneğin, kirişlerin ve kirişlerin hesaplanması) yetkin ve dikkatli bir şekilde yapılmalıdır. en ufak bir hata

Bu tür hesaplamaların yapılması için gerekli deneyime ve uygun niteliklere sahip profesyonellere emanet edilmesi önerilir.

Makale size yardımcı oldu mu?