Шаг раскрепления в плоскости кровли что это
Расстояние между стропилами, определение шага
Расстояние между стропилами — важный параметр, определяющий прочность и долговечность всей кровли. Он подбирается исходя из постоянных и временных нагрузок, конструктивных особенностей здания, характеристик материалов. Наиболее точные расчеты — по нормативной методике, но она достаточно сложная. Можно использовать онлайн калькуляторы или упрощенные таблицы, которые также дают надежные результаты.
От чего зависит шаг между стропилами
Ошибки в строительстве приводят к печальным последствиям. Обрушение крыши — одно из них. Чтобы избежать подобного, на стадии проектирования проводится расчет с учетом всех действующих нагрузок.
Схема распределения нагрузок стропильной системы на дом
Стропила представляют собой наклонные балки, свободно лежащие на двух опорах — мауэрлате и коньке. Они воспринимают нагрузку с грузовой площади, расположенной между двумя стропильными ногами. Как правило, они укладываются с шагом 0,7-1,5 м. Сверху монтируется настил (обрешетка), к которому крепится кровельное покрытие.
Чем уже шаг, тем меньше грузовая площадь, соответственно и нагрузка на одно стропило, и наоборот. При расчете нужно добиться соотношения, при котором обеспечивается оптимальное нагружение конструкций, но отсутствуют недопустимые деформации.
Расстояние между стропилами двускатной крыши: особенности расчета
Подробная методика определения параметров стропильной системы описывается в СП 17.13330.2011. Каждый несущий элемент рассчитывается по двум критериям: прочности и прогибам.
Нагрузка на наклонную балку раскладывается на 2 составляющие — перпендикулярную к оси стропильной ноги и параллельную скату. Это позволяет рассчитать прочность стропил на изгиб и осевое растяжение. Если угол наклона кровли меньше 30°, проекция нагрузки на плоскость ската приравнивается к 0.
Методика расчета заключается в следующем:
Расстояние между стропилами зависит от их несущей способности и устойчивости к изгибу. А эти характеристики определяются видом древесины, параметрами сечения и длиной стропильной ноги между опорами.
Как рассчитать нагрузки
Нагрузки могут быть постоянными или временными:
При расчете учитывается также действие особых нагрузок — сейсмических, взрывных, в результате пожара или природных катаклизмов. Постоянные, временные и особые нагрузки могут сочетаться, поэтому их суммируют, применяя коэффициенты сочетания. Нагрузки и воздействия, в том числе связанные с климатическими явлениями, определяются по СП 20.13330.2016.
Постоянная
Нагрузка рассчитывается целиком на всю кровлю или на 1 кв.м. К постоянным относятся:
Чтобы найти вес всех стропил, плотность древесины умножается на объем одной балки, а затем на их количество. Предварительно нужно знать площадь сечения одного стропила и его длину, а также породу конкретного дерева.
Просуммировав все постоянные нагрузки, необходимо скорректировать полученное значение с повышающим коэффициентом надежности 1,1. Затем эту величину нужно поделить на общую площадь кровли и умножить на грузовую площадь. Это и есть постоянная нагрузка на 1 стропило.
Снеговая нагрузка
Для определения снеговой нагрузки нужно найти нормативный вес снежного покрова по СП 20.13330.2016 для своего региона. Как почистить крышу от снега мы писали тут.
Он указан для горизонтальной поверхности земли. Для перехода на наклонную проекцию нужно учитывать коэффициент µ, который определяется в зависимости от угла ската:
Далее снеговая нагрузка корректируется с учетом коэффициента надежности, который составляет не менее 1,4. Повышение на 40% позволяет сделать запас по прочности на случай экстремального накопления снега.
Ветровая
Воздействие ветра на кровлю зависит от факторов:
Ветровая нагрузка согласно СП классифицируется на основную, пиковую, резонансную и аэродинамическую. При проектировании частных домов можно упростить достаточно сложные расчеты применением коэффициента k, учитывающего изменение давления ветра по высоте и аэродинамического коэффициента с, который принимается по максимуму как 0,8.
Для определения нормативной нагрузки необходимо узнать свой ветровой регион, который может быть от I до VII.
Нормативная нагрузка в зависимости от типа местности и высоты сооружения корректируется коэффициентом k, а также аэродинамическим коэффициентом с.
Коэффициент k может быть как понижающим, так и повышающим. В открытом поле при высоте дома более 10 м он максимальный и составляет 1,25, а в плотной городской застройке для зданий до 10 м он минимальный — всего 0,4.
Аэродинамический коэффициент с определяется в зависимости от угла наклона ската и направления средней скорости ветра. По таблицам приложения СП находится значение для каждого участка кровли как с наветренной, так и подветренной стороны. Далее в расчет включается его максимальное значение коэффициента.
Значения аэродинамических коэффициентов ветровой нагрузки
После умножения нормативного давления ветра на все коэффициенты используется повышающий коэффициент надежности 1,4. Он увеличивает расчетную нагрузку для заложения необходимого запаса прочности.
Сочетание нагрузок
Постоянные и временные нагрузки никогда не действуют одновременно. Нужно найти наиболее вероятное их сочетание. Как правило, используются понижающие коэффициенты от 0,3 до 0,8.
Но в случае расчета стропил такими условностями можно пренебречь и просуммировать постоянную нагрузку с временной. После умножения на грузовую площадь можно приступать к проверке правильности назначенного шага и сечения.
От чего еще зависит шаг стропил
Разные породы деревьев различаются по прочности:
Высокой прочностью обладают дуб, лиственница и бук, но из-за дороговизны или сложности обработки они в стропильных системах практически не применяются. Оптимальные сочетания характеристик и цены у хвойных пород деревьев.
Для изготовления несущих элементов каркаса крыши используются пиломатериалы не ниже 2 сорта с влажностью не более 15%. Чем ниже сортность, тем больше в древесине пороков и, соответственно, меньше прочность.
Высокая влажность помимо того, что увеличивает вес конструкций, может стать причиной нарушения геометрии уже смонтированной стропильной системы. При усушке часто возникает кручение, растрескивание и другие нежелательные деформации.
Важная характеристика сжато-изгибаемых конструкций, к которым относятся стропильные балки, — сопротивление к изгибу. Оно зависит от размера сечения, а также соотношения его высоты и ширины.
Еще один важный фактор — длина самой стропильной ноги. При большом пролете изгибающий момент возрастает, следовательно, требуется балка более мощного сечения, чем для короткого элемента.
Чтобы уменьшить изгибающую нагрузку при широких скатах, устраиваются промежуточные опоры — стойки, подкосы и т.д. Они разгружают систему и, как следствие, позволяют использовать экономичные пиломатериалы не очень большого сечения.
Расчет по прочности и деформациям
Для стропила как свободно опертой балки длиной, равной пролету между опорами, находится максимальный изгибающий момент от равномерно распределенной нагрузки. Далее определяется действующее напряжение в самом нагруженном сечении. Оно должно быть меньше расчетного сопротивления изгибу для дерева применяемой породы.
Если это условие выполняется, проверяются деформации. Они не должны превышать 1/200 длины пролета. В этом случае шаг и сечение стропил удовлетворяет всем заданным требованиям.
Если какое-либо условие не соблюдается, нужно уменьшить шаг, увеличить сечение балки или применить сразу оба действия. Можно отталкиваясь от необходимого расстояния между стропилами, например под укладку утеплителя, обратным вычислением найти требуемые геометрические параметры сечения.
Для теплых кровель высота сечения стропильной ноги должна быть не менее толщины теплоизолятора, требуемой по теплотехническому расчету для конкретной местности. В умеренных широтах она составляет 200 мм (для минеральной ваты). Даже если по расчету требуется меньшая высота сечения стропил, ее не изменяют. Это позволит избежать установки дополнительных конструкций для закрепления утеплителя. Плиты минеральной ваты просто вставляются между балками, где они удерживаются силами упругого распора.
Рекомендации для различных кровельных материалов
Современные кровельные материалы достаточно легкие, за исключением керамической или цементно-песчаной черепицы. Нагрузку они создают небольшую, поэтому их вес не влияет напрямую на выбор шага между стропилами.
Гораздо важнее угол наклона ската крыши, а также конструкция обрешетки, которые рекомендуются для этих покрытий. Вопрос, какое расстояние между стропилами больше всего соответствует выбранному материалу, нужно решать в комплексе, рассматривая все значимые факторы.
Профнастил
Легкий кровельный материал средней жесткости. Масса 1 кв.метра от 4 до 7 кг. Изготовитель рекомендует применять это покрытие для крыш с углом наклона не менее 7°. Укладывается по сплошной или разреженной обрешетке в зависимости уклона, от марки профнастила, определяющей прочность и жесткость листа.
Шаг между стропилами задается в пределах 0,6-1,2 м. Сечение рассчитывается по нагрузкам или подбирается из таблицы для упрощенного расчета исходя из длины стропил. Как правило, это брус толщиной 40-100 мм и высотой 150-200 мм. Расстояние должно быть одинаковым между всеми стропилами. В конструктивных элементах, не попадающих в плоскость ската — эркерах, вальмах — оно может быть другим.
Металлочерепица
Материал похож по свойствам на профнастил, но с меньшей продольной и поперечной жесткостью. Угол уклона кровли не должен быть меньше 12°. Обрешетка в соответствии с технологией монтажа укладывается с шагом, равным длине волны — 300-400 мм.
Стропила устанавливаются с расстоянием 0,6-1,2 м. Сечение подбирается исходя из длины балки по упрощенной таблице. При таком шаге их несущая способность соответствует требованиям по прочности и допустимым прогибам. Если условия нестандартные, производятся дополнительные расчеты и проверки.
Керамическая черепица
Такое покрытие одно из самых тяжелых, поэтому его весом нельзя пренебречь. Масса 1 кв.м около 50 кг. Чтобы выдержать нагрузку от кровли, требуется устройство мощной стропильной системы.
Обрешетка под черепицу укладывается с шагом, равным длине одного штучного элемента (30-35 см). Она тоже создает довольно высокую нагрузку, но сравнимую с весом обрешетки под металлочерепицу.
При прочих равных условиях — снеговой нагрузке, весе утеплителя, отделки и пиломатериалов, — черепичная крыша тяжелее металлической на 17-20%. Чтобы стропила выдержали этот вес, они часто изготавливаются сдвоенными. Конструкция представляет собой 2 доски, соединенные друг с другом через вкладыши-бобышки. При этом сопротивление поперечного сечения увеличивается так же, как если бы брус был цельный, а затраты на пиломатериалы и вес самих стропильных ног снижаются.
Ондулин
Этот материал внешне похож на шифер, но изготавливается из строительного картона с пропиткой битумом. Вес 1 кв.м от 2 до 6 кг.
Ондулин достаточно жесткий. Он укладывается на обрешетку, конструкция которой определяется углом наклона:
Стропильные ноги устанавливаются с шагом 0,6-1,2 м. Он подбирается с учетом не только нагрузок, но и возможности крепления листовой обрешетки. Так наиболее распространенные размеры листов OSB составляют 1220х2440 или 1250х2500 мм.
Асбоцементный шифер
Это достаточно тяжелый материал. Его вес — 10-18 кг/м². Угол наклона не должен быть менее 15°, поскольку на пологих шиферных кровлях возможны протечки из-за того, что в конструкции листа отсутствует замок. Герметичность покрытия обеспечивается только нахлестами.
Благодаря жесткости шифера обрешетка крепится с разрежением. В зависимости от угла наклона и марки материала шаг между отдельными досками может достигать 760 мм.
Стропила укладываются с одинаковыми промежутками, равными 0,8-1,5 м. При монтаже утепленной кровли допускается уменьшать шаг до стандартной ширины утеплителя. Для минеральной ваты он составляет 60 см.
Заключение
Стропила — основной элемент каркаса крыши, который передает нагрузку от кровли на несущие конструкции. Чтобы обеспечить прочность и жесткость системы, производится расчет. Расстояние между стропилами определяется с учетом различных факторов по специальной методике.
Раскрепленные верхнего пояса прогонов из гнутых швеллеров односкатной кровли профнастилом
За книгу спасибо, правда по моему вопросу не нашёл ответа, на 158стр. п.1 написано что горизонтальная составляющая должна быть воспринята либо всеми прогонами либо одним наиболее жёстким прогоном (нижний обычно). В моём случае прогоны длиной 6м не чем не раскреплены кроме (предположительно) профлиста, нижний прогон хоть он и меньше нагружен но всё равно не тянет.
На перспективу возможно. )
Здание уже строится. Прогон потерял устойчивость из гнутого швеллера 200x80x5 (С245) как стали заливать стяжку, понять не можем почему. Здание односкатное. Идут 2 главные балки длиной 8 метров под уклоном 1 градус, по ним устроены связи. По балкам идут эти прогоны с шагом 1.4 метра. Прогоны крепятся болтами к опорным столикам привареным к главным балкам. По прогонам профлист 75×0.8. Кроме профлиста прогоны не что не раскрепляет. Расчётная нагрузка 300кг/м2 (420кг/м.п.). По факту был уложен утеплитель (150мм) и стяжка 3см (вышло около 170кг/м.п.) и уже пошли деформации. Если в расчёте принимать что верхний пояс раскреплён полностью профлистом, запас выходит по расчёту около 12%. Если учитывать что верхний пояс не чем не раскрепён, перенапряжение от расчётной нагрузки выходит 400%. Выходит профлист не раскрепляет верхний пояс без устойчивого прогона либо связевой фермы? (думаю всё равно должно быть раскрепление, т.к. за счёт жёсткости на опорах, профлистом сдерживается и пролёт )
Надо фотки посмотреть. Может стенкой вверх установили.
Надо было через уголки крепить. Если швеллер гнутый, он может и разогнуться или согнуться еще больше.
Вложения
 DWG 2010 | Форум.dwg (315.7 Кб, 124 просмотров) |
На перспективу возможно. )
Здание уже строится. Прогон потерял устойчивость из гнутого швеллера 200x80x5 (С245) как стали заливать стяжку, понять не можем почему. Здание односкатное. Идут 2 главные балки длиной 8 метров под уклоном 1 градус, по ним устроены связи. По балкам идут эти прогоны с шагом 1.4 метра. Прогоны крепятся болтами к опорным столикам привареным к главным балкам. По прогонам профлист 75×0.8. Кроме профлиста прогоны не что не раскрепляет. Расчётная нагрузка 300кг/м2 (420кг/м.п.). По факту был уложен утеплитель (150мм) и стяжка 3см (вышло около 170кг/м.п.) и уже пошли деформации. Если в расчёте принимать что верхний пояс раскреплён полностью профлистом, запас выходит по расчёту около 12%. Если учитывать что верхний пояс не чем не раскрепён, перенапряжение от расчётной нагрузки выходит 400%. Выходит профлист не раскрепляет верхний пояс без устойчивого прогона либо связевой фермы? (думаю всё равно должно быть раскрепление, т.к. за счёт жёсткости на опорах, профлистом сдерживается и пролёт )
Ну значит, этот вариант отпадает.
Видимо поэтому и деформации. Если профлист крепить только посередине пролета прогона, так оно и будет.
Сначала маленькая цитата из СП 16.13330.2011:
8.4.4 Устойчивость балок 1-го класса, а также бистальных балок 2-го класса следует считать обеспеченной:
а) при передаче нагрузки на балку через сплошной жесткий настил (плиты железобетонные из тяжелого, легкого и ячеистого бетона, плоский и профилированный металлический настил, волнистая сталь и т.п.), непрерывно опирающийся на сжатый пояс балки и с ним связанный с помощью сварки, болтов, самонарезающих винтов и др; при этом силы трения учитывать не следует;
Из этого пункта можно сделать вывод, что условий наличия профлиста при креплении его саморезами вполне достаточно для обеспечения общей устойчивости балки при изгибе. Ну если профлист, конечно, не сминается. Последнее, правда, относится уже к подбору настила. Никакаких других условий (дополнительных креплений где бы то ни было, разнонагруженность балок) нормы не содержат.
Сначала маленькая цитата из СП 16.13330.2011:
8.4.4 Устойчивость балок 1-го класса, а также бистальных балок 2-го класса следует считать обеспеченной:
а) при передаче нагрузки на балку через сплошной жесткий настил (плиты железобетонные из тяжелого, легкого и ячеистого бетона, плоский и профилированный металлический настил, волнистая сталь и т.п.), непрерывно опирающийся на сжатый пояс балки и с ним связанный с помощью сварки, болтов, самонарезающих винтов и др; при этом силы трения учитывать не следует;
Из этого пункта можно сделать вывод, что условий наличия профлиста при креплении его саморезами вполне достаточно для обеспечения общей устойчивости балки при изгибе. Ну если профлист, конечно, не сминается. Последнее, правда, относится уже к подбору настила. Никакаких других условий (дополнительных креплений где бы то ни было, разнонагруженность балок) нормы не содержат.
Раскрепление деревянных стропил
Да, не думал, что неумение читать зашло так далеко..
Да, не думал, что неумение читать зашло так далеко..
Нет желания. Чем собственно вас этот вариант не устраивает?
Подниму этот вопрос снова. Однако попытаюсь сформулировать вопрос более четко.
Экспертиза делает замечание: деревянная обрешетка не раскрепляет стропилы, а следовательно длины, которые я брал для расчета по плоской форме деформирования не верны.
Вопрос: как доказать, что деревянная обрешетка является раскреплением для стропил? Если не является, то придется устраивать поперечные брусья м/у стропилами?
UPD: Хотя вот тут порылся в СНиП, да и умные люди подсказали, что раскреплением сжатого пояса деревянных стропил может являтся только двойной дощатый настил, в остальных же случаях следует расчетной будет считаться длина м/у точками опирания.
Хотя я думаю, что при должном обосновании и расчете можно и оспорить данное утверждение
Расчет прогона на косой изгиб
Цель: Проверка расчета неразрезных прогонов.
Задача: Проверить правильность анализа прочности и расчета прогиба элемента.
Ссылки: Насонов С.Б. Руководство по проектированию и расчету строительных конструкций. В помощь проектировщику. – Москва: Издательство АСВ, 2013. – с. 86-88.
Имя файла с исходными данными:
Example 11.SAV;
отчет – Decor 11.doc.
Версия программы: ДЕКОР 21.1.1.1, 27.05.2016.
Соответствие нормативным документам: СНиП ІІ-25-80, СП 64.13330.2011.
Исходные данные из источника:
| b×h = 15×20 см | Размеры сечения элемента |
| l = 4,2 м | Пролет прогона |
| μx = μy = 1 | Коэффициенты расчетной длины |
| qэк н = 3,0 кН/м | Равномерно распределенная эксплуатационная нагрузка (нормативное значение) |
| qэк р = 3,5 кН/м | Равномерно распределенная эксплуатационная нагрузка (расчетное значение) |
| α = 30° | Угол наклона прогона |
| Материал элемента: | сосна. |
| Сорт древесины: | 2. |
| Класс условия эксплуатации: | 1 (А2 согласно СНиП ІІ-25-80). |
Исходные данные ДЕКОР:
Коэффициент надежности по ответственности γn = 1
Коэффициент надежности по ответственности (2-е предельное состояние) = 1
Коэффициенты условий работы
Коэффициент условий работы на температурно-влажностный режим эксплуатации mВ
Учет влияния температурных условий эксплуатации mТ
Учет влияния длительности нагружения mд
Коэффициент условий работы при воздействии кратковременных нагрузок mн
Коэффициент, учитывающий влияние пропитки защитными составами mа
Конструктивное решение
Шаг раскрепления в плоскости кровли 0,6 м
Уклон кровли 30 град
Сечение
b = 150 мм
h = 200 мм
Сечение из неклееной древесины
Коэффициент включения собственного веса
пролет 1, длина = 4,2 м
Коэффициент надeжности по нагрузке: 1,16667