Розрахунок навантаження на дах, як сукупності навантажень

При будівництві даху дуже часто доводиться вибирати товщину стропіли. Від вибору залежатиме довговічність і надійність конструкції. Виконуючи розрахунок, основною помилкою є тільки те, що розраховується маса самого даху, але ніколи не враховується навантаження від снігу, яка іноді перевищує навантаження від самого даху.

Крокви є основним несучим елементом даху, і саме на неї лягає вся навантаження, тобто:

• Власна вага;
• Навантаження від перекриття;
• Навантаження від снігу.

У загальному випадку всі навантаження поділяються на такі категорії:

• тривалі;
• короткочасні;
• Особливі.

До короткочасних навантажень можна віднести масу людей, які виконують будівельні та інші роботи, снігові і вітрові навантаження. До довготривалим можна віднести вага самої конструкції.

До особливих навантажень прийнято відносити навантаження від природних катаклізмів, наприклад, від землетрусу або ураганного вітру.

Розрахунок навантаження

Для нашої місцевості прийнято вважати, що на один метр квадратний даху сніг тисне з силою в 180-200 кілограм.

Розрахунок проводиться за формулою:

Р = Р с * К, де:

• Р - навантаження від снігового покриву;
• Рс - сила, яка впливає на один метр квадратний даху, тобто в нашому випадку приблизно 180;
• К - коефіцієнт ухилу даху. Якщо скат даху становить менше 25 градусів, то коефіцієнт дорівнює 1, якщо кут нахилу лежить в межах від 25 до 60 градусів, то коефіцієнт дорівнює 0,7, якщо кут нахилу складає більше, то значення коефіцієнта не враховується.

Вибір товщини стропіли робиться також на основі розрахунку.

Приклад - розрахунок для вибору товщини стропіли

Питоме навантаження позначимо, як Ун - це навантаження на один метр довжини стропіли. Відстань між кроквами позначимо, як С.

Задамо умови для розрахунку:

• Вага снігу на горизонталь даху приймемо рівним 180 кілограмам на метр квадратний;
• Ухил даху дорівнює 30 градусам;
• Нехай покрівельний матеріал представлений шифером;
• Довжина стропіли дорівнює 3,5 метра.

Тоді розрахунок буде виглядати так:

180 * 0,7 = 126 кілограм на метр квадратний.

До цього тиску потрібно додати масу самого даху, яка при нашому покритті дорівнює 40 кілограмам, тоді загальна питома навантаження дорівнює:

126 + 40 = 166 кілограм на метр квадратний.

На цьому розрахунок не закінчується. Далі необхідно помножити отримане тиск на коефіцієнт, який характеризує відстань між кроквами, тобто це число і є саме відстань, тоді отримаємо:

166 * 1 = 166 кілограм на метр стропіли.

Тепер знаючи, що питоме навантаження дорівнює 166 кілограм і довжина кроквяної ноги дорівнює 3,5 метра, за спеціальною таблицею можна підібрати перетин крокв, яке залежить від того, з чого виготовляється крокви - з круглого лісу або бруса.

Деякі константи необхідні для виробництва розрахунків

При розрахунку, як видно, потрібні такі дані, як вага одного квадратного метра даху, виготовленої з різного матеріалу.

Дані запишемо в наступному форматі.

Спочатку матеріал, а потім маса одного метра квадратного.

Отже, отримаємо:

• Руберойд або толь - 40 кілограм, при максимальному ухилі даху в 14 градусів;
• Шифер - 40 кілограм, при максимальному ухилі даху в 45 градусів;
• Черепиця - 60 кілограм, при максимальному ухилі даху в 60 градусів.

Інші види покриття і відповідні їм маси можна знайти в спеціалізованих джерелах.

Так само для встановлення товщини бруса потрібні додаткові дані, які, як уже зазначалося при розрахунку, залежать від довжини кроквяної ноги і від питомого навантаження.

Навантаження / довжина крокв	75 кг	100 кг	125 кг	150 кг	175 кг
2,5 м	;	;	;	;	12
3 м	;	;	;	12	14
3,5 м	;	;	12	14	16
4 м	;	12	14	16	18
4,5 м	12	14	16	18	20
5 м	14	16	18	20	22
6,5 м	20	22	;	;	;

 У клітинах вказані діаметри колод в сантиметрах.

Таку ж таблицю можна скласти і для брусів, проте це просто не має сенсу, так як бруси виготовляються стандартними розмірами, і немає сенсу спеціально на замовлення виготовляти брус перерізом 8 * 16 сантиметрів, можна просто поставити 10 * 15 сантиметрів.

Розрахунок вітрового навантаження

Вітрові навантаження на дах розраховуються за таким же принципом, як і снігові. У загальному сенсі формула має такий вигляд:

Нв = Але * К, де

Нв - вітрове навантаження, Але - нормативне значення навантаження для заданого району, К - коефіцієнт, який враховує коливання вітрового навантаження залежно від висоти.

Коефіцієнт може набувати таких значень:

• Висота споруди 5 і менше метрів - коефіцієнт дорівнює 0,75 або 0,5;
• Висота споруди 10 і менше метрів - коефіцієнт дорівнює 1 або 0,65;
• Висота споруди 20 і менше метрів - коефіцієнт дорівнює 1,25 або 0,85.

Як видно, у всіх варіантах представлено два коефіцієнта.

Вибір першого або другого варіанта залежить від того, в якій місцевості знаходиться будівля. Якщо будинок будується на відкритому узбережжі, поблизу водоймищ, в пустельній місцевості, в степу - тоді потрібно вибирати перший варіант, якщо ж будинок будується на міській території, поблизу лісового масиву, то варто вибирати другий варіант.

Величина Але також залежить від місцевості, а точніше від району будівництва. Для нашого району цю величину приймають рівною 38. Якщо місцевість знаходиться ближче до морів, то її варто уточнити по спеціальній карті.

Знаючи показники всіх величин можна розрахувати навантаження вітру:

Нв = 38 * 0,75 = 28,5 кілограм сили на метр квадратний.

Загальне навантаження

Знаючи навантаження від снігу, від власної маси і від вітру, можна легко знайти загальне навантаження на один погонний метр стропіли, що було зроблено в попередньому розрахунку, але без урахування вітрового навантаження.

Слід зазначити, що для більш точного розрахунку слід також враховувати і тимчасові, тобто короткострокові навантаження, наприклад навантаження від маси людини. Також не слід вибирати те перетин стропіли або діаметр круглого колоди, яке забезпечує потрібну міцність впритул, слід завжди залишати запас, шляхом вибору більшої товщини або більшого перетину.

Вибір перетину крокв залежить, перш за все, від двох показників:

• Від довжини стропіли;
• Від кроку установки крокв.

Тоді отримаємо наступні перетини:

• Крок установки дорівнює 60 сантиметрам, при довжині стропіли 3м - 40 * 150, 4м- 50 * 150, 5м- 50 * 175, 6м-50 * 200;
• Крок установки дорівнює 90 сантиметрів, при довжині стропіли 3м - 50 * 150, 4м - 50 * 200, 5м - 75 * 175, 6м - 75 * 200;
• Крок установки дорівнює 1,1 метра, при довжині стропіли 3м - 75 * 125, 4м - 75 * 175, 5м - 75 * 200, 6м - 100 * 200;
• Крок установки дорівнює 1,5 метра, при довжині стропіли 3м - 75 * 150, 4м - 75 * 200, 5м - 75 * 200, 6м - 100 * 200;
• Крок установки дорівнює більше 2 метрів, при довжині стропіли 3м - 100 * 150, 4м-100 * 200, 5м - 100 * 250, 6м - 100 * 300.

Всі перетини бруса представлені в міліметрах. Іноді таких брусів просто немає, наприклад перетин 100 * 300 міліметрів. В такому випадку просто встановлюють дві дошки поруч, які в сумі даватимуть потрібне перетин або більше потрібного.

Як уже зазначалося, іноді розрахунок навантажень на дах просто опускається і використовується стандартний брус, який може мати такі перетину;

• Для діагональних ніг - 100 * 200 міліметрів;
• Для ригелів, які виступають в ролі опори для стійок - 100 * 150 або 100 * 200 міліметрів;
• Для мауерлата - 100 * 100, 100 * 150 або 150 * 150 міліметрів.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!