Закрыть

Расчет вальмовой кровли: онлайн калькулятор с чертежами стропил

Содержание

3D Расчет двухскатной крыши – Онлайн-калькулятор

Двухскатная крыша – один из наиболее распространенных типов кровельной системы, который представляет собой конструкцию из двух наклонных скатов, разделенных коньком и заключенных между двумя вертикальными треугольными стенами (фронтонами). Является самой популярной разновидностью крыш в частном строительстве, потому как сочетает в себе низкую стоимость на изготовление, простую технологию монтажа и позволяет создать полноценное мансардное помещение.

На нашем сайте вы можете выполнить эффективный расчет двухскатной крыши с помощью онлайн-калькулятора – в результате вычислений программа предоставит готовый проект конструкции с комплектом необходимых чертежей и количеством материалов на изготовление каждого элемента сооружения. Кроме того программа визуализирует кровельную систему в 3D в реальных пропорциях, для того чтобы вы могли оценить все преимущества и недостатки предполагаемой конструкции. Все результаты автоматически сохраняются в личном кабинете и доступны для скачивания.

В случае если вам необходимо рассчитать только элементы каркаса в отдельности, возможно более эффективным будет узкоспециализированный инструмент расчета стропил двухскатной крыши.

 

Порядок расчета двухскатной крыши

  • Шаг 1. Выберите наиболее удобные единицы измерения – мм, см, м, дюймы, футы.
  • Шаг 2. Выберите способ отрисовки чертежей – цветные, черно-белые.
  • Шаг 3. Укажите тип кровельного материала – жесткий, мягкий (влияет на тип обрешетки – разреженная или сплошная, соответственно).
  • Шаг 4. Введите параметры крыши – высота (от мауэрлата до вершины стропильной системы), свес карнизный, свес фронтонный (выпуск).
  • Шаг 5 (опционально). Устанавливать ли дополнительно стропила на краю кровли, с внешней стороны стены.
  • Шаг 6. Заполните поля с параметрами дома – длина, ширина, высота, толщина стены.
  • Шаг 7. Параметры бруса для мауэрлата – ширина, толщина.
  • Шаг 8. Расчет стропильной системы – величина горизонтального запила под мауэрлат, ширина и толщина стропильной доски, расстояние между элементами (рекомендации ниже).
  • Шаг 9. Введите характеристики гидроизоляции – ширина и длина материала, величина нахлеста сверху и сбоку.
  • Шаг 10. Укажите толщину контробрешетки в горизонтальной проекции (в вертикальной всегда 5 см).
  • Шаг 11 (опционально). Укажите параметры разреженной обрешетки (в случае выбора жесткой кровли) – ширина и толщина доски, расстояние между элементами.
  • Шаг 12 (опционально). Укажите параметры сплошной обрешетки (в случае выбора мягкой кровли) – ширина, длина, толщина листа ОСП.
  • Шаг 13. Характеристики кровельных листов – ширина и длина материала, величина нахлеста сверху и сбоку.
  • Шаг 14. Проверка введённых значений и начало расчета двухскатной крыши с помощью кнопки «Рассчитать».

После выполнения расчета, на вкладке «Вид в 3D» вы можете ознакомиться с трехмерной моделью конструкции, построенной в точности по заданным параметрам. Также для подписчиков доступен дополнительный инструмент – 3D-линейка.

 

Особенности чертежей двухскатной крыши

Для того чтобы получить общую высоту конструкции, необходимо сложить высоту стен, мауэрлата, стропильной системы, обрешетки, контробрешетки и кровельного материала.

 

Рекомендации

Крыша является одной из наиболее сложных конструкций при строительстве дома своими руками, поэтому перед началом работ необходимо тщательно подготовиться к предстоящим трудностям – изучить соответствующие нормативные документы, создать качественный проект сооружения и ознакомиться с технологиями сборки и монтажа.

Основные требования по эксплуатационным характеристикам крыш изложены в СНиП II-26-76 (СП 17.13330.2011) «Кровли», СП 31-101-97 «Проектирование и строительство кровель», СНиП 2.01.07-85* (СП 20.13330.2010) «Нагрузки и воздействия», СНиП 3.03.01-87 (СП 70.13330.2011) «Несущие и ограждающие конструкции», СНиП II-25-80 (СП 64.13330.2017) «Деревянные конструкции», ГОСТ 11047-90 «Детали и изделия деревянные для малоэтажных жилых и общественных зданий», ГОСТ 30547-97 «Материалы рулонные кровельные и гидроизоляционные», ГОСТ 25772-83 «Ограждения лестниц, балконов и крыш стальные».

В таблицах ниже представлены оптимальные параметры элементов для типовых конструкций на которые можно ориентироваться при использовании калькулятора двухскатной крыши. Если вас интересуют комментарии по данным пунктам и другие рекомендации по проектированию кровельных систем, перейдите на страницу раздела «Расчет крыши онлайн».

Параметр, характеристика

Оптимальный диапазон

Угол наклона крыши

20-45°

Свес карнизный

50-100 см

Свес фронтонный / Выпуск

40-70 см

Размер мауэрлата

100х150 мм
150х150 мм

Размер стропил

50х150 мм
50х200 мм

Соотношение глубины запила и ширины стропил

1/4
1/3

Шаг стропил

60-100 см

Размер обрешетки

25х100 мм
40х150 мм

Шаг обрешетки в зависимости от типа кровли (мягкая, черепица, профнастил)

1-10 см
30-40 см
30-65 см

Размер контробрешетки

30х50 мм

Нахлест гидроизоляции

10-20 см

Толщина теплоизоляции

10-15 см

 

Используйте наши инструменты, если хотите грамотно рассчитать двухскатную крышу и получить комплект чертежей для монтажа конструкции. Если же вы хотите получить больше информации непосредственно о строительстве – пошаговая инструкция по сборке расположена на странице «Крыша своими руками».

 

Пример расчета

Стропильная система вальмовой крыши: калькулятор стропильной системы вальмовой крыши

Крыши вальмовой конструкции обретают все большую популярность среди владельцев частных домов. Это – неудивительно, так как подобная схема отличатся целым рядом неоспоримых достоинств эксплуатационного свойства, а кроме того – смотрится очень оригинально, придавая дому особую эстетичность.

Стропильная система вальмовой крыши

Некоторых домовладельцев, ведущих самостоятельное строительство, возможно, отпугивает то, что стропильная система вальмовой крыши выглядит слишком сложной. Да, она, безусловно, не столь проста, как односкатная или обычная двускатная щипцовая крыша. Тем не менее, и эта стропильная система вполне подчиняется законам геометрии, и произвести ее предварительный расчет – вполне возможно. Монтаж, конечно же, потребует определённого опыта в плотницкой работе, но с хорошими помощниками, а еще лучше – с квалифицированным консультантом, можно взяться и за это масштабное мероприятие.

Содержание статьи

1 В чем достоинства вальмовой крыши?2 Основные конструктивные особенности вальмовой крыши3 Как рассчитываются элементы вальмовой стропильной системы3.1 Выбор угла ската кровли и определение высоты конька3.2 Длина конькового прогона3.3 Длина центральных стропильных ног3.3.1 Калькулятор расчета длины гипотенузы (стропильной ноги) по известным катетам3.3.2 Калькулятор расчета удлинения стропил на карнизный свес3.4 Длина диагональных стропил3.5 Шаг установки стропил и их сечение3.5.1 Калькулятор расчета распределенной нагрузки на стропильные ноги3.6 Шаг установки и длина укороченных стропил (нарожников)3.7 Материал и размеры дополнительных элементов системы3.8 Какова будет общая площадь кровельного покрытия?3.8.1 Калькулятор расчета площади вальмовой крыши4 Видео: полезная информация по стропильной системе вальмовой крыши

В чем достоинства вальмовой крыши?

Согласитесь, что вальмовая крыша смотрится весьма привлекательно. Но эстетичность, которая она придает зданию – это отнюдь не главное достоинств подобной конструкции.

Эстетичность вальмовой крыши, безусловно, важна, но этим не ограничиваются ее достоинства

Полное отсутствие вертикальных плоскостей делает такую крушу малоуязвимой в ветровой нагрузке. Если еще и величина уклона скатов незначительна – параметр ветрового давления на стропильную систему сводился к минимуму.
«Сглаженность» форм на все четыре стороны делает такую крышу устойчивой вообще ко всем видам атмосферных осадков.
С точки зрения энергосбережения, вальмовая крыша намного превосходит двухскатную конструкцию.
Такую крышу значительно легче утеплить, разместив термоизоляционный «пирог» под скатами кровли. У двускатной крыши всегда имеются два проблемных фронтона, требующих особого подхода к утеплению и прекрасно «ловящие ветер».
Удачное распределение нагрузок, обусловленное особенностью расположения основных, диагональных (угловых) и вальмовых стропил, обеспечивают высокую устойчивость всей системы к деформациям под действием внешнего приложения сил.
Наконец, вальмовая крыша вполне может послужить и мансардой (при определённых углах уклона, безусловно). В любой их скатов может врезаться мансардное окно.

Недостаток у такой системы – это относительная сложность конструкции. Кроме того, на небольших по размеру зданиях и при малых углах уклона крыши чердачное помещение становится невместительным и малопригодным для полезного использования, особенно если система стропил потребует дополнительного усиления подкосами, стойками и т.п.

Очевидно, что недостатки – достаточно условны, и их вполне можно свести к минимуму. А вот количество достоинств – впечатляет, что и способствует постоянному росту популярности вальмовых крыш.

Основные конструктивные особенности вальмовой крыши

Итак, что собой представляет вальмовая крыша с конструктивной точки зрения.

Это – четырёхскатная конструкция. Два ската, проходящие вдоль длинно стороны здания, имеют форму трапеции, верхняя сторона которой является коньком, а боковые ребра расходятся от него к углам здания. С обеих фронтонных сторон скаты имеют форму равнобедренного треугольника, который своей вершиной упирается в крайнюю точку того же конька.

Так выглядит классическая четырёхскатная вальмовая крыша

Теперь, если виртуально аккуратно снять с крыши кровельное покрытие, убрать, чтобы не мешали рассмотрению, стены дома, то откроется примерно такая картина – собственно. Сама деревянная конструкция вальмовой стропильной системы.

Базовая схема вальмовой стропильной системы.

Теперь познакомимся с самыми основными конструктивными элементами вальмовой стропильной системы.

Основные элементы стропильной системы вальмовой крыши

1 – мауэрлат – мощный деревянный брус, закрепленный по периметру верхнего торца стен дома. Является базовой основой для установки стропильной конструкции.

2 – коньковый брус (прогон). Должен располагаться строго по продольной оси дома, на высоте от уровня перекрытия, зависящей от запланированной крутизны скатов крыши.

3 – центральные основные стропила. Располагаются с расчётом опоры на мауэрлат и на края конькового прогона. Всего таких стропил – 4 штуки, по два на каждый боковой скат.

4 – центральные вальмовые стопила. Расположены строго по оси конька, делят треугольный вальмовый скат ровно пополам. Общее количество – две штуки.

5 – угловые или диагональные стропила (иначе – накосные ноги). Опираются на угол мауэрлата и на оконечность конькового прогона. Самые длинные из всех стропильных ног. Общее количество – 4 штуки. Таким образом, на каждом конце конька сходится по пять стропил – два основных центральных, одно центральное вальмовое и два диагональных (накосных).

6 – промежуточные стропила. Устанавливаются по боковым скатам между центральными стропилами, имеют такой же размер, опираются так же — на мауэрлат и на коньковый прогон. Количество зависит от выбранного шага установки. При маленькой длине конька могут и вовсе отсутствовать.

Конек на этой вальмовой крыше настолько короткий, что необходимости в промежуточных стропилах просто нет

7 – укороченные стропила. Устанавливаются по боковым трапециевидным скатам между центральным стропилом и углом крыши. Опираются на мауэрлат и на накосные (диагональные) ноги. Количество зависит от шага установки. Длина деталей меняется – уменьшается по мере приближения к углу системы.

8 – укороченные стропила вальмового ската (нарожники). Расположение, количество и размеры в целом аналогичны с боковыми укороченными стропилами.

Это был показан простейший, базовый вариант стропильной вальмовой конструкции. На практике же, когда крыша возводится над жилым домом, приходится прибегать к усилению, то есть установке дополнительных элементов:

Элементы усиления конструкции вальмовой крыши

9 – стойки, подпирающие коньковый прогон. Они могут опираться на лежень, уложенный ровно по центру перекрытия параллельно коньку (например, если снизу имеется капитальная внутренняя стена). Другой вариант – упор стоек в балки перекрытия или в затяжки (ригели) соединяющие пары стропильных ног.

10 – затяжки (ригели), которые одновременно могут выполнять и роль балок перекрытия. Другой вариант – это действительно балки, врезанные в мауэрлат или вмурованные в стены дома. Затяжки могут располагаться и выше, ближе к коньковому прогону. Зачастую в этом случае она становится основой для подшивки потолка чердачного помещения. Затяжки или балки становятся основой не только для стоек, но и для некоторых других усиливающих элементов конструкции.

11 – если основные или промежуточные стропила получаются слишком длинными, более 4,5 м, то их необходимо усилить, установив диагональные подкосы, упирающиеся в расположенный снизу прогон или в балки перекрытия (затяжки). Подкосы обычно устанавливаются под углом 45 ÷ 60°, и использование таких промежуточных опор позволяет уменьшить сечение пиломатериалов, идущих на изготовление стропильных ног.

12 – самыми длинными всегда получаются диагональные стропила (накосные ноги). Как правило, они в первую очередь нуждаются в усилении, так как будут служить опорой для целого ряда укороченных стропил (нарожников). Один из вариантов – это установка шпренгеля, как показано на рисунке. Устанавливается угловая шпренгельная балка, которая врезается в мауэрлат, а от нее к накосной ноге идет вертикальная стойка. Другой вариант усиления диагональных стропил – те же подкосы, которые снизу будут опираться на центральный лежень.

13 – ветровая балка, которая наискось прибивается изнутри к стропильным ногам, как правило, с наветренной стороны здания. Практикуется ее использование и с обеих сторон, когда дом возводится в ветреном регионе, а направление ветра – неустойчиво.

14 – для формирование карнизных свесов можно увеличивать длину стропильных ног, так, чтобы они выходили за внешние стены на определенное расстояние. Это, правда, бывает не всегда возможно или оправдано – из-за ограничений по стандартной длине пиломатериалов или из соображений экономичности. Выход – применение удлиняющих стропила деталей, кобылок, которые и сформируют карнизный свес требуемой ширины от уровня стен дома.

Как рассчитываются элементы вальмовой стропильной системы

Итак, впереди самый ответственный этап – провести проектирование будущей вальмовой стропильной конструкции. В этом вопросе следует придерживаться определённой последовательности.

Выбор угла ската кровли и определение высоты конька

Начать следует с выбора оптимального угла ската кровли. В принципе, угол боковых и вальмовых скатов может и различаться, но все же «классический» вариант – это их одинаковый уклон: так и нагрузки распределяются равномерно, и внешне крыша будет смотреться более выигрышно.

Для вальмовых крыш обычно принимают угол уклона от 20 до 45 градусов. В регионах с повышенной снеговой нагрузкой есть смысл сделать скат круче, а там, где превалирует ветровое давление оптимальным будет придание уклона не более 30 градусов. Впрочем, это решение хозяев, так как могут играть роль и планы насчет использования чердачного помещения.

Важным параметром выбора угла ската является и планируемое кровельное покрытие – для различных его типов есть определенные нижние границы крутизны. Ниже расположена схема уклонов крыши (в градусах и в процентах). Схема выполнена с точным соблюдением масштаба, так что при желании можно по ней задать угол и в пропорциональном отношении (отношение высоты подъема к длине основания стропильного треугольника).

Диаграмма углов крутизны крыши и допустимые минимальные уклоны для различных типов кровельного покрытия

Стрелками показаны нижние предельные границы уклона для различных типов кровельного покрытия. Первые три пункта нас в данном случае не интересуют – они относятся к плоским крышам.

Величина уклонаТип применяемого покрытия (минимальный уровень уклона)
4≈ 9°
1:6,6 или 15 %!
Рулонные битумные материалы – не менее двух слоев, наклеенных на мастику горячим способом.
Допускается использование определенных типов профнастила или металлочерепицы (в соответсвии с параметрами, установленными производителем).
5≈ 10°
1:6 или 17%!
Асбестоцементный волновой шифер усиленного профиля.
Еврошифер (однулин).
6≈ 11÷12°
1:5 или 20 %!
Мягкая битумная черепица
7≈ 14°
1:4 или 25 %!
Плоский асбестоцементный шифер усиленного профиля.
Профнастил и металлочерепица.
8≈ 16°
1:3,5 или 29 %!
Металлическая кровля с фальцевым соединением.
9≈ 18÷19°
1:3 или 33 %!
Шифер асбестоцементный волновой обычного профиля
10≈ 26÷27°
1:2 или 50 %!
Натуральная керамическая или цементная штучная черепица, композитные полимербетонные, сланцевые плитки.
11≈ 39°
1:1,25 или 80 %!
Кровельное покрытие из дранки, щепы, натурального гонта.
Камышовая кровля

Есть еще один нюанс. Вальмовая крыша, как мы видели, предполагает наличие трапециевидных и треугольных скатов. При использовании листового кровельного покрытия неизбежны будут немалые потери материала на раскрое – могут доходить до 30%! (MISSING)Оптимальным видится вариант с мягкой битумной черепицей или с использованием штучных кровельных материалов. Впрочем, опять же, все решает хозяин дома.

После того как угол уклона ската будет выбран, уже несложно определить высоту конька, к которому сойдутся центральные и промежуточные стропила.

Определение высоты конька вальмовой крыши

У нас известна ширина дома D. Конек располагается строго по продольной оси, то есть на расстоянии d = D/2. С углом α также определились. Высота конька, таким образом, определяется следующим соотношением:

h = d × tg α

Чтобы не заставлять читателя тратить время на поиски таблицы тангенсов — ниже размещен калькулятор для проведения расчета высоты конька.

Перейти к расчётам

 

Укажите запрашиваемые значения и нажмите кнопку «Рассчитать высоту конька h»

Половина ширины дома d (метров)

Планируемый угол уклона кровли α (градусов)

Длина конькового прогона

Определяем длину и расположение конькового бруса (прогона)

Раз предполагается, что угол уклона на боковых и вальмовых скатах будет одинаковым, то и длина центральных стропил также должна совпадать. А это, в свою очередь, означает, что края конькового прогона должны располагаться от торцевых стен дома на таком же расстоянии, как сам прогон от параллельных ему стен.

«Классическое» расположение конькового прогона

1 – мауэрлат

2 – коньковый прогон.

3 – центральные боковые стропила

4 – центральное вальмовое стропило, равно по длине центральным боковым.

Значит, длина конькового бруса получается равной длине дома за вычетом 2d, а если упростить, то длина дома минус его ширина D. Располагаться он должен строго по центру, по обеим, продольной и поперечной, осям.

Для изготовления конькового прогона обычно используется такой же материал, что и для центральных стропильных ног. Вертикальные стойки для его установки вырезаются с учетом ширины бруса, чтобы в собранном виде верхний край конька расположился на рассчитанной высоте h.

Коньковый прогон на стойках, усиленных диагональными подкосами.

Желательно коньковую раму, опирающуюся на лежень, усилить диагональными подкосами, так, как показано на рисунке.

Длина центральных стропильных ног

Коль известна высота установки конькового прогона и его расстояние от мауэрлата (в горизонтальной проекции), вполне можно сразу рассчитать длину центральных стропил.

Определяем необходимую длину центральных стропил

Здесь – все предельно просто. По двум известным катетам – высоте h и основанию d несложно, применив теорему Пифагора, найти гипотенузу, которая и станет длиной стропильной ноги L от конька до мауэрлата. Воспользуйтесь для этого встроенным калькулятором:

Калькулятор расчета длины гипотенузы (стропильной ноги) по известным катетам

 

Введите запрашиваемые значения и нажмите кнопку «Рассчитать длину гипотенузы (стропильной ноги)»

Катет 1 (высота h), метров

Катет 2 (основание треугольника d), метров

Понятно, что промежуточные стропила, опирающиеся также на коньковый прогон, будут иметь точно такие же размеры.

Подрезка стропильных ног для соединения в коньковой части

Для соединения стропил на коньковом прогоне они могут подрезаться под углом β, который равен:

Β = 90° — α

Стропильные ноги примыкают с обеих сторон к коньковому прогону

Способ соединения, впрочем, может быть разным, например, внахлест стропильных ног с размещением конькового прогона снизу – это учитывается при расчете размеров и самих стропил, и высоты стоек под коньковый прогон. Исходят из того, что высшую точку конька в таком случае формирует верхнее пересечение стропильных досок.

Крепление стропильных ног над коньковым прогоном.

Нижним своим краем стропильные ноги опираются на мауэрлат. Здесь тоже возможны варианты, но рассматривать в данной публикации их не будем, потому что это хорошо изложено в других статьях.

Мауэрлат – надежная основа для стропильной системы

Если на односкатной или щипцовой крыше мауэрлат может крепиться только со стороны скатов кровли, то при вальмовой системе он обязательно представляет собой замкнутую раму. Как устанавливается мауэрлат – в отдельной публикации нашего портала. А еще одна статья посвящена основным правилам крепления стропил на мауэрлате.

Сразу можно определиться насколько необходимо удлинить стропила, если именно они будут формировать карнизный свес. В том случае, когда карниз создается за счет кобылок, полученное значение станет «полезной» из длиной, то есть пригодится в любом случае.

Расчет длины удлинения стропил (рабочей длины кобылок) для формирования карнизного свеса

Если известна планируемая ширина карнизного свеса k и угол уклона кровли α, то параметр ΔL несложно определить по формуле:

ΔL = k / cos α

Калькулятор расчета удлинения стропил на карнизный свес

 

Укажите запрашиваемые данные и нажмите кнопку «Рассчитать удлинение стропила (рабочую длину кобылки)»

Планируемая ширина карнизного свеса К, метров Величина крутизны ската α, градусов

Теперь, чтобы узнать общую длину стропильной ноги, останется лишь просуммировать полученные значения L и ΔL.

Это удлинение будет одинаковым для всех стропил и нарожников, за исключением диагональных стропил (накосных ног). Для них в калькуляторе предусмотрен специальный расчет.

Длина диагональных стропил

Эти стропильные ноги – самый длинные, и будут испытывать максимальные нагрузки.

Диагональные стропила или накосные ноги – самые длинные из всех

Определить их длину – сложности не представляет. Можно вновь воспользоваться теоремой Пифагора, то есть прибегнуть к помощи размещенного выше калькулятора. Диагональное стропило является гипотенузой с основанием, равным половине ширины здания d, и с высотой, равной длине центрального вальмового стропила L.

Прямоугольный треугольник с гипотенузой – диагональным стропилом

Lд = √ (L² + d²)

Несколько отличается, как мы видели из представленного выше калькулятора, и величина удлинения стропила для формирования карнизного свеса.

Шаг установки стропил и их сечение

Линейные размеры центральных, промежуточных и диагональных стропильных ног известны. Теперь следует определиться с сечением доски (бруса) для их изготовления и шагом установки. Это величины – взаимосвязанные, и зависят от предполагаемых нагрузок на конструкцию крыши.

Пришла пора определиться с сечением материала для стропильных ног и с шагом установки промежуточных стропил

Суммарная нагрузка, выражаемая в килограммах на квадратный метр, складывается из нескольких величин. Это, прежде всего, вес самой конструкции крыши, с учетом кровельного материала, обрешётки, утеплителя и т.п. К этому добавляются временные нагрузки – давление выпавшего снега и ветровое воздействие. Кроме того, вероятны и нагрузки стихийного характера, трудно поддающиеся прогнозированию – ураганные ветры, сейсмические толчки и другие форсмажорные явления. На этот счет в конструкцию крыши вносится определённый резерв прочности.

Выпадающая на крышу нагрузка распределяется по стропильным ногам. Чем чаще они смонтированы, то есть чем меньше шаг их установки, тем меньше выпадает на каждый погонный метр стропильной ноги, и тем меньше в сечении может быть пиломатериал. Второй параметр, влияющий на сечение материала – это пролет стропильной ноги, то есть расстояние между двумя точками опоры.

Ниже расположена таблица, которая поможет определиться с требуемым сечением бруса для стропильных ног. Как ею пользоваться?

Исходной величиной является значение распределенной нагрузки на стропильную ногу (при промежуточном значении берется очередное в большую сторону). В этом столбце находят ячейку с длиной пролета стропила. Эта ячейка предопределяет строку, в которой, в правой части таблицы, указаны необходимые сечения бруса для изготовления стропильных ног. Обратите внимание, что при желании можно использовать и кругляк – в таблице указаны значения необходимого диаметра.

Расчетная величина распределенной нагрузки на 1 погонный метр стропильной ноги, кг/мСечение пиломатериала для изготовления стропильных ног
75100125150175из доски (бруса)из кругляка
толщина доски (бруса), ммдиаметр, мм
405060708090100
Планируемая длина стропил между точками опоры, мвысота доски (бруса), мм
4.543.532.5180170160150140130120120
54.543.53200190180170160150140140
5.554.543.5210200190180170160160
65.554.54220210200190180180
6.565.554.5230220210200200
6.565.55240230220220

Например, при распределенной нагрузке на стропильную ногу в 150 кг/м и длине пролета 5 метров потребуется брус одного из сечений: 70×230; 80×220; 90×210 или 100×20, или же бревно диаметром 200 мм.

Теперь – как рассчитать распределенную нагрузку на стропила. Для этого есть особый алгоритм, учитывающий основные факторы воздействия на стропильную систему. Не станем в данной публикации приводить весь каскад формул и коэффициентов, а предложим воспользоваться калькулятором, в котором эти физико-математические соотношения уже заложены.

Калькулятор расчета распределенной нагрузки на стропильные ноги

Для расчёта понадобится несколько исходных величин:

Угол ската кровли – он нам уже известен.
Планируемый тип кровельного покрытия – от этого зависит постоянная весовая нагрузка на стропильную систему.
Значение снеговой нагрузки для данного региона – оно заложено в калькулятор в соответствии с зоной, которую можно определить по представленной карте-схеме:

Распределение территории РФ по степени снеговой нагрузки

Уровень ветрового воздействия. Также определяется зоной по карте-схеме, представленной ниже:

Распределение территории РФ на зоны по уровню ветрового давления

Высота здания в коньке.
Степень открытости участка ведения строительства. В калькуляторе указаны основные признаки для определения зоны, но следует иметь в виду, что наличие указанных природный или искусственных преград для ветра может учитываться только в том случае, если они находятся не далее, чем на расстоянии 30 × Н, где Н – это высота здания в коньке.

Наконец, шаг установки стропил. Эту величину можно изменять, подбирая оптимальное значение распределенной нагрузки. При этом принято учитывать, что если крыша будет утепляться, шаг установки стропил рекомендуется согласовать с размерами блоков (матов) термоизоляционного материала – так будет проще проводить монтаж и меньше останется отходов.

После того как значение распределенной нагрузки будет получено – можно заходить в размещенную выше таблицу для выбора сечения материала для центральных, промежуточных и диагональных стропильных ног.

 

Укажите запрашиваемые данные и нажмите кнопку «Рассчитать распределенную нагрузку на стропила»

Укажите угол ската кровли

Укажите выбранный тип кровельного покрытия

Определите по карте-схеме и укажите зону своего региона по уровню снеговой нагрузки

Определите по карте и укажите зону своего региона по уровню ветрового давления

Укажите зону расположения здания

Зона «А» — Открытая местность (степь, пустыня), незащищённые от ветров побережья крупных природных водоемов.

Зона «Б» — Пересеченные, лесистые участки местности с естественными преградами для ветра или с искусственными насаждениями, высотой до 10 метров, территории поселков и небольших городов.

Зона «В» — Плотная городская застройка, с высотой искусственных преград для ветра высотой 25 метров и более.

Укажите высоту конька крыши над землей

 

Ниже будет предложено ввести предполагаемый шаг установки стропил. Изменяя этот показатель, можно добиться оптимального значения распределенной нагрузки на стропильные ноги

Шаг установки стропил, метров

Шаг установки и длина укороченных стропил (нарожников)

После установки центральных, диагональных и промежуточных стропил остаются «незаполненными» треугольники, примыкающие к накосным ногам. Они в нашем случае абсолютно равны по размерам. Здесь подразумевается установка укороченных стропил или нарожников.

Расположение укороченных стропил основного ската и нарожников — вальмового

Укороченные стропила (нарожники) устанавливаются строго параллельно центральным, но крепятся верхним концом уже не на коньковый прогон, а на подкосную ногу. Соответственно, по мере приближения к углу стропильной системы их длина уменьшается.

Шаг установки их может соответствовать шагу промежуточных стропил, но это не является обязательным. Гораздо удобнее разделить длину незаполненного участка мауэрлата на несколько равных участков – так проще будет определиться с длиной заготовок.

Рассмотрим на примере:

Боковая проекция углового участка стропильной вальмовой системы

1 – мауэрлат;

2 – коньковый прогон;

3 – центральное и промежуточное стропила;

4 – диагональное стропило;

5 –укороченные стропила.

В данном случае оставшийся участок был разделен на три одинаковых отрезка, то есть предусматривается установка двух укороченных стропил. Длину каждого из них несложно определить, руководствуясь правилом подобия треугольников.

Длина центрального стропила L— известна. Основание второго треугольника ровно на треть меньше базовой длины d, таким образом, и длина первого укороченного стропила L1 будет также на треть короче.

L1 = ⅔ × L

Аналогично — и со вторым стропилом:

L2 = ⅓ × L

Если планируется установка трех стропил, то участок делится на четыре отрезка, четырех – на пять, и т.п.

Обратите внимание: несмотря на то, что треугольники по обе стороны диагонального стропила абсолютно одинаковые, количество укороченных стропил (нарожников) на боковом и вальмовом скате может различаться. Например, как показано на рисунке ниже, с боковых скатов устанавливается по две ноги, а с вальмовых – по три нарожника.

Схема крепления укороченных стропильных ног и нарожников на диагональном стропиле

Это удобно еще и с той точки зрения, что укороченные ноги не пересекаются в одной точке на диагональном стропиле. В противном случае были бы сложности в креплении, да и сама накосная нога не будет ослабляться из-за слишком большого количества крепежных элементов на ограниченном участке.

Обратите внимание еще на один нюанс. Рекомендуется к брусу накосного стропила с обеих сторон закрепить черепные бруски (сечением 50×50 мм). Это дает сразу две выгоды.

Во-первых, сам профиль накостного стропила приобретает тавровую форму, что способствует увеличению жёсткости конструкции, ее сопротивляемости на изгиб. Для диагональных ног – это особо важно.
Во-вторых, предельно упрощается прочное крепление укороченных стропил на накосной ноге. Дело в том, что здесь необходима подрезка стропил и по высоте, в соответствии с углом уклона крыши, и по ширине (под углом 45°) – для плотного прилегания к накосной ноге. Сделать это идеально точно без соответствующего опыта – непросто. А при наличии черепного бруска небольшие ошибки нивелируются, так как закрепляемые ноги получают еще и дополнительный упор снизу.

В связи с тем, что длина укороченных стропил последовательно уменьшается, сечение бруса для них может быть, в целях экономии, несколько уменьшено – это несложно рассчитать по тому же алгоритму, что приведен выше. Однако, довольно часто все стропильные ноги, без исключения, выполняют из одного типа материала.

При расчете длины укороченных стропил следует иметь в виду, что если они задействуются для создания карнизного свеса, то величина удлинения (расчет которой приводился выше) у них остаётся точно такой же, как и у центральных и промежуточных стропильных ног.

Материал и размеры дополнительных элементов системы

Выше были рассмотрены основные, определяющие элементы стропильной системы вальмовой крыши. Как уже говорилось, она может дополняться другими деталями, в зависимости от необходимости повышения ее прочности и стабильности, например, если расчетная длина стропил превышает допустимые величины, и приходится прибегать к сращиванию бруса или досок.

Основные усиливающие элементы были упомянуты и показаны на иллюстрациях в начале публикации. Размеры определятся по конкретному месту – здесь никаких точных зависимостей нет – исходят из соображений максимальной прочности конструкции, но безусловно, в рамках разумного, так как перенасыщение ее усилением приводит к избыточному весу всей системы и прямо противоположному эффекту.

Осталось определиться с материалом для их изготовления. Ниже приведена таблица, в которой указаны рекомендуемые пиломатериалы для различных дополнительных деталей системы.

Основные элементы стропильной системыСечение пиломатериала, мм
МауэрлатБрус 100×100, 100×150, 150×150, а иногда и более.
Стропильные ногиДоска или брус с сечением по результатам указанных выше расчетов нагрузки
Прогоны, лежаки, коньковый брусБрус 100×100, 100×150, 100×200.
Затяжки (ригели)Доска 50×100, 50×150.
Стойки, детали шпренгельной опорыБрус 100×100, 150×150.
Подкосы, кобылкиДоска 50×100.
Ветровые, торцевые и подшивные доски, ветровая балкаДоска 20×100, 25×150.
ОбрешеткаДоска 25 ×100, 25×150 мм. Для сплошной обрешетки — фанера или ОСП от 12 до 15 мм

Шаг обрешетки выбирается в зависимости от типа выбранного кровельного материала и угла наклона скатов. Для мягкой битумной черепицы в любом случае должна быть выполнена сплошная обрешетка из влагостойкой фанеры или ОСП.

Какова будет общая площадь кровельного покрытия?

Осталось разобраться еще с одним вопросом – сколько составит общая площадь крыши. От этого зависит, какое количество кровельного материала, фанеры (ОСП) для сплошной обрешётки, утеплителя, рулонных пленочных и других  материалов придется приобретать для завершения строительства крыши.

Схема для расчета площади вальмовой крыши

Еще раз вспомним, что вальмовая крыша – это два трапециевидных ската, и два треугольных. Причем и у трапеции, и у треугольника – одинаковая высота, равная:

ΣL = L + ΔL,

то есть расчетная длина стропила плюс удлинение для создания карнизного свеса.

Ширина здания – D. Прибавим к нему с каждой стороны ширину карнизного свеса k, и получим основание вальмового треугольника.

Площадь треугольной вальмы:

sв = ½ × ΣL × (D + 2 k)

Так как вальмовых скатов – два, их суммарная площадь:

Sв = ΣL × (D + 2 k)

У трапециевидного ската высота такая же. Нижнее основание равно длине дома В плюс две ширины карнизного свеса k. Верхнее основание, то есть длина конькового пролета, как мы помним, равно В – (2 × d) = B — D

Вычисляем площадь одной трапеции:

sт = ½ × ΣL × ((В + 2 k) + (В – D))

Для двух скатов получается:

Sт = ΣL × (2 В + 2 k– D)

Осталось только просуммировать и упростить выражение:

ΣS = Sв + Sт = ΣL × (D + 2 k) + ΣL × (2 В + 2 k– D) = ΣL × (2 В + 4 k)

Это – точное значение площади вальмовой крыши с классическими пропорциями заложения конькового прогона.

Для удобства вычислений предлагаем воспользоваться калькулятором – он это выполнит быстро и точно:

Калькулятор расчета площади вальмовой крыши

Перейти к расчётам

 

Укажите запрашиваемые значения и нажмите кнопку «Рассчитать площадь вальмовой крыши»

Длина здания B (по большей стороне), метров

Планируемая ширина карнизного свеса k от стены, метров

Рассчитанная длина центрального стропила L, метров

Рассчитанное удлинение стропила (длина кобылки) ΔL для формирования карнизного свеса, метров

Итак, надеемся, что читатель получил достаточно полное представление о стропильной системе вальмовой крыши. Можно самостоятельно провести основные расчеты, чтобы оценить сложность задуманной конструкции и ее материалоемкость. Браться ли за самостоятельное возведение – вопрос спорный, так как без наработанных плотницких навыков в данном случае не обойтись. Надо или быть совершенно уверенным в своих возможностях, или заручится помощью опытных помощников.

В завершение публикации – весьма познавательное видео, которое должно дополнить информацию о конструкции вальмовой стропильной системы:

Видео: полезная информация по стропильной системе вальмовой крыши

Вальмовая крыша из металлочерепицы – это четырехскатная конструкция, которая состоит из двух боковых скатов и двух вальм. Вальмы – дополнительные скаты, которые закрывают пространство между боковыми скатами.

Схема обустройства ската вальмовой крыши.

Чтобы можно было обеспечить крыше надежность и прочность, перед тем как приступить к ее строительству, понадобится правильно произвести расчеты вальмовой крыши.

Крыша – это не обыкновенная конструкция, которая завершает строительство дома. Она является еще и основным элементом, который защищает здание от различных климатических воздействий. Помимо того, крыша будет определять внешний всей постройки, потому как она бросается в глаза при первом взгляде на нее.

Установка вальмовой крыши из металлочерепицы должна производиться осторожно и тщательно, потому как от того, насколько правильным будет ее сооружение, напрямую зависит срок службы здания и внутренние условия в помещении для жилья.

Для того чтобы крыша из металлочерепицы получилась максимально надежной и смогла обеспечить комфортное нахождение людей в доме, следует тщательно рассчитывать площадь, не допуская при этом ни единой малейшей ошибки.

Основные характеристики вальмовой крыши

Схема конструкции скатных крыш: 1 — вальма, 2 — боковой трапециедальный скат, 3 — конек, 4 — наклонное ребро.

На сегодняшний день принято выделять две разновидности конструкции кровли:

  1. Скатные крыши.
  2. Плоские.

Стоит понимать, что плоские крыши домов не бывают абсолютно плоскими на самом деле. У них должен быть угол наклона как минимум 1 градус для того, чтобы обеспечить сток дождевой и талой воды.

В России в связи с климатическими условиями более целесообразной является установка скатных крыш, потому как частое выпадание таких осадков, как дождь либо снег, не может позволить плоским конструкциям эффективно отводить воду, которая скапливается на крышах.

Вальмовая крыша – это разновидность скатной крыши, при этом внешне она похожа на палатку. Ее составляют четыре отдельных ската, два из которых изготавливаются в форме трапеции,а другие два – треугольниками.

Такая конструкция может позволить вальмовой и полувальмовой крышам быть довольно привлекательными внешне и достаточно надежными в эксплуатации.

Помимо этих характеристик вальмовая крыша имеет довольно высокую сложность как кровельной, так и стропильной системы. Исходя из этого, производя расчет площади, понадобится обязательно учитывать следующие факторы:

  1. Интенсивность выпадания различных атмосферных осадков.
  2. Материал, из которого планируется изготавливать кровлю.
  3. Скорость и сила ветра в районе, котором располагается строение.

Исходя из этих значений будет необходимо произвести расчет таких показателей, как площадь, высота, требуемый угол наклона ската и так далее.

Стропильная система четырехскатной крыши.

Для того чтобы обеспечить максимальную точность, можно произвести расчет с помощью грамотного специалиста в области архитектуры, который ранее работал с подобными конструкциями. Есть и другой вариант – использование специального компьютерного программного обеспечения для того, чтобы произвести строительный расчет.

Архитектор, который имеет высокую квалификацию, способен грамотно и качественно посчитать не только угол наклона, но и оптимальную площадь такой конструкции.

В связи с тем что конструкция вальмовой крыши будет включать в себя достаточно большое количество ломаных линий и неровностей, которые усложняют расчет площади всей поверхности либо отдельных скатов, посчитать все необходимое самостоятельно будет достаточно сложно, потому как существует очень высокая вероятность ошибок.

Конструкция кровли вальмовой крыши из металлочерепицы

Несущая конструкция вальмовой крыши представляет собой достаточно сложную стропильную систему, в которую будут входить и центральные стропила, которые не используются в других скатных кровельных конструкциях.

Большая сложность несущей конструкции может привести к тому, что будет необходимо тщательно посчитать все будущие нагрузки и угол наклона кровельного каркаса.

В том случае, если расчет будет содержать ошибки либо неточности, может получиться ненадежная система кровли, при этом существует вероятность того, что обрушится она уже в первый год эксплуатации.

В связи с этим в обязательном порядке понадобится производить точный и правильный расчет системы стропил и расчет площади вальмовой конструкции, от которых будут напрямую зависеть такие внешние характеристики, как срок эксплуатации и надежность конструкции кровли.

Схема стропил вальмовой крыши.

Площадь покрытия вальмовой конструкции необходимо вычислять в квадратных метрах. Делается это следующим образом:

  1. Понадобится посчитать площадь с учетом таких элементов, как окна кровли и труба дымохода.
  2. Вычислить длину ската от края карниза до нижней части конька.
  3. Рассчитать элементы, которые не относятся к покрытию кровли. Это могут быть стены брэндмауэра, парапеты, свесы и так далее.
  4. Выступающие части брусков, стоячие фальцы, а также примыкания полотен в случае, если применяется рулонная кровля, в расчет включать не нужно.

При вычислении площади, которую будет иметь вальмовая конструкция из металлочерепицы либо рулонного материала для кровли, длину скатов следует уменьшать на 70 см

В связи с тем, что расчет площади вальмовой конструкции будет включать в себя большое количество сложностей, не рекомендуется производить его исключительно своими силами: понадобится либо взять в помощь специалиста, либо использовать какое-либо специализированное компьютерное программное обеспечение, которое позволяет выполнять подобные расчеты точно и грамотно.

Чтобы выполнить такие расчеты, четырехскатную крышу из металлочерепицы разделяют условно на несколько частей, для каждой из которых следует производить собственный расчет. Далее останется лишь сложить полученные результаты между собой. В итоге получится требуемая общая площадь кровли.

Такой метод расчета способен не только упростить процедуру, но и уменьшить риск допущения ошибки в вычислениях.

Точный расчет площади необходимой конструкции

Чтобы посчитать площадь наиболее точно, понадобится подробный план крыши, который может быть разработан самостоятельно.

Конструкция вальмовой крыши: 1 — усиленная стропильная нога, 2 — опорная доска, 3 — усиливающий ригель с вкладышем, 4 — вальмовое стропило, 5 — верхняя обвязка стены, 6 — проставки.

Либо есть вариант обратиться к специалистам, которые смогут выполнить подобную работу более качественно, исключая возможность просчетов и ошибок.

Помимо надежности и прочности вальмовой кровли расчет ее площади оказывает влияние на затраты финансов, связанные с ее возведением и, соответственно, на общую стоимость строительства загородного дома либо дачи.

Правильно выполненный расчет может позволить выяснить, сколько материала (брусьев, досок, кровельных материалов) понадобится для того, чтобы возвести кровлю и подсчитать общую стоимость.

Необходимо принимать во внимание и физико-технические параметры материалов для кровли, среди которых будет толщина и длина, а также способы их установки.

От длины материала будет зависеть удобство установки. К примеру, намного проще покрыть длину ската одним лишь листом, чем выполнять соединение двух листов посередине, для которого понадобится обязательно предусмотреть дополнительную защиту от проникновения влаги.

В пример будет приведен расчет четырехскатной вальмовой кровли. В ее основании лежит прямоугольник, а две боковые грани являются равнобедренными треугольниками. Другие две границы выполнены в виде трапеций.

Угол наклона ската будет равняться соотношению высоты к половине расстояния между точками боковых скатов. Если известен угол наклона, высота равна: h = (b tan a)/2.

Для вычисления длины бокового стропила понадобится угол наклона: e = b/(2 cos a)

Длина вальмовых стропил по диагонали рассчитывается по формуле 3.

Площадь кровли по формуле 4.

Расчет тазобедренного муллаха

Расчет тазобедренного муллаха

lathing

mullach sealladh

Seall air an taobh X
Seall air an taobh Z

Sparran air an taobh X
Sparran air an taobh Z

Sparran ann an aisnichean

mullach

fad an anainn 25667 мм ( 25,67 м) (7333 + 5500 + 7333 + 5500)
Tha fad an sgaitean 23367 мм ( 23,37 м) (5842 * 4)

Meud sparran

mion-fhiosrachadh 1 . 5842 мм — 1 PCan.
mion-fhiosrachadh 2 . 5842 мм — 1 PCan.
mion-fhiosrachadh 3 . 5842 мм — 1 PCan.
mion-fhiosrachadh 4 . 5842 мм — 1 PCan.
дверь 5 . 4220 мм — 2 PCan.
марка 11 . 4220 мм — 2 PCan.
дверь 6 . 3500 мм — 2 PCan.
дверь 12 . 3500 мм — 2 PCan.
дверь 7 . 2780 мм — 2 PCan.
дверь 13 . 2780 мм — 2 PCan.
дверь 8 . 2059 мм — 2 PCan.
дверь 14 . 2059 мм — 2 PCan.
дверь 9 . 1339 мм — 2 PCan.
дверь 15 . 1339 мм — 2 PCan.
дверь 10 . 619 мм — 2 PCan.
дверь 16 . 619 мм — 2 PCan.
дверь 17 . 4612 мм — 2 PCan.
дверь 21 . 4612 мм — 2 PCan.
дверь 18 . 3515 мм — 2 PCan.
дверь 22 . 3515 мм — 2 PCan.
дверь 19 . 2419 мм — 2 PCan.
дверь 23 . 2419 мм — 2 PCan.
дверь 20 . 1322 мм — 2 PCan.
дверь 24 . 1322 мм — 2 PCan.

Tha faid iomlan de na sparran 128907 мм ( 128.91 m)
Tha tomhas-lìonaidh airson na sparran fiodha 0.97 m 3


Meud bùird lathing
(p) дыхание 1 7333 мм
дыхание 2 6834 мм
дыхание 3 6334 мм
дыхание 4 5834 мм
дыхание 5 5334 мм
дыхание 6 4835 мм
дыхание 7 4335 мм
дыхание 8 3835 мм
дыхание 9 3335 мм
дыхание 10 2836 мм
дыхание 11 2336 мм
дыхание 12 1836 мм
дыхание 13 1336 мм
дыхание 14 837 мм
дыхание 900 31 15
337 мм


Обрешетка Meud bùird
(pàrtaidh Z)

дыхательный 1 5500 мм
дыхательный 2 5172 мм
дыхательный 3 4843 s мм 4 4515 мм
дыхание 5 4187 мм
дыхание 6 3859 мм
дыхание 7 3530 мм
дыхание 8 3202 мм
дыхание 9 2874 мм
дыхание 10 2545 мм
дыхание 11 2217 мм
дыхание 12 1889 мм
дыхание 13 1561 мм
дыхание 14 1232 мм
дыхание 15 904 мм
дыхательный 16 576 мм
дыхательный 17 247 мм

9 0014 Tha faid iomlan de na bùird 212757 мм ( 212.76 м)
Tha tomhas-lìonaidh распиленные fiodh airson bucais 0,53 м 3


© www.zhitov.ru

КРОВЕЛЬНЫЙ КАЛЬКУЛЯТОР | Крыша

Введите параметры

Шаг крыши:

Квартира1 / 122/123/124/125/126/127/128/129/1210/1211/1212/12

Выберите материал:

Битумная черепицаАлюминиевая черепицаСтальная черепицаГальваниевый стоячий шовАлюминиевый стоячий шовEPDM-каучукTPOPVC

Площадь крыши: кв.футов
$
Количество квадратов:
$
Стоимость установки: min $ max $ 0
$

В то время как средний срок службы типичной крыши может составлять 15-20 лет, долгая суровая зима или особенно сильный шторм могут нанести кровле длительный ущерб. Со временем этот ущерб действительно может накапливаться. В результате вам может потребоваться подсчитать, сколько будет стоить замена старой крыши на новую.

При любой оценке необходимо учитывать несколько факторов: материалы, используемые для черепицы или фальцевых панелей, площадь поверхности крыши (обычно квадратные размеры) и любые особенности, связанные со сложностью самой крыши. .Кроме того, детали вашей уникальной географии могут сыграть роль в окончательной стоимости проекта (например, если вы живете на северо-востоке или в другом регионе, где много зимних штормов).

Первый шаг в бесплатной смете кровли — измерение размеров кровли. Вам нужно будет выразить этот размер в квадратных футах. Имейте в виду, что средний размер крыши составляет 1700 квадратных футов, поэтому ваш общий размер, вероятно, будет на 10% больше или меньше этого значения. Убедитесь, что ваши измерения находятся в этом диапазоне, чтобы вы могли начать с правильной ноги.

Далее вам понадобится калькулятор кровельных материалов. Просто введите площадь поверхности крыши, выберите один из доступных вариантов, и вы получите первую оценку кровли. С помощью онлайн-калькулятора кровли вы, как правило, сможете углубиться в детали, чтобы увидеть точную разбивку затрат на квадратный фут.

Но имейте в виду, что материалы обычно составляют только 40% от общей стоимости квадратной кровли. Остальные 60% — это рабочая сила. В кровельной торговле это известно как стоимость установки, и она может сильно варьироваться в зависимости от типа заменяемой крыши, которую вы получаете.С помощью онлайн-калькулятора вы можете увидеть различные варианты кровли и их влияние на окончательную стоимость рабочей силы.

Лучшая часть калькулятора кровли — это то, что он предлагает бесплатное представление об общей стоимости проекта замены крыши на основе квадратных футов. Когда вы начнете рассчитывать различные затраты, вы увидите, что они являются результатом взаимодействия множества различных переменных, включая площадь крыши (в метражах), измерение любых дополнительных элементов крыши (например, дымоходов или световых люков) и размеров. вашей крыши.

Быстро посчитав из расчета на фут, вы увидите, что большая крыша почти всегда ведет к более высокой стоимости. Однако нет прямой корреляции 1: 1 между площадью поверхности и общей стоимостью проекта, выраженной в долларах. Размеры имеют значение, как и общее количество ног. Особенно это касается черепичных крыш (как металлических, так и асфальтовых). Часто вы можете получить скидки за использование определенных типов металла или асфальта, поэтому всегда проверяйте эти варианты при вводе всех чисел.Например, стальная крыша обычно будет стоить меньше, чем алюминиевая крыша.

Правила расчета и установки двускатной крыши

Важные нюансы при расчете и установке вальмовой кровли

Онлайн презентация вальмовой крыши на видео в следующей вкладке:

Любой монтаж кровли начинается с определения угла наклона Опытные строители точно знают, от какого угла наклона зависит долговечность кровли и качество стен дома.Часто угол устанавливают в зависимости от района выпадения осадков, в котором построен дом, и, в целом, его климатических условий. При сильном ветре необходимо производить расчет крыши, уменьшая угол наклона. Небольшой уклон сохранит несущие стены. от разрушения. В более холодных регионах с сильным снегопадом построен острый угол, что делает пандус более крутым и быстрым, позволяя снегу падать на поверхность кровли. В населенных пунктах с сухой погодой — плавный уклон крыши — это устранение чрезмерного перегрева.

Учитывать окантовку кровли и строительный материал. Кстати, материал часто является основным углом наклона кровли.

Учитывайте:

  • Для кровли из шифера выбирается угол 20-22 градуса
  • В среднем 3-4 градуса — рулонные мягкие материалы выбираются трехслойными, 10-15 градусов — в двухслойных покрытиях
  • 10-12 градусов — расчет уклона кровли из профнастила
  • видов черепицы: металлическая — 13-14 градусов, мягкая -10-11 градусов
  • 5 градусов — качественный ондулин

  • все виды углы можно наносить с помощью мембранных материалов, позволяющих не акцентировать внимание на серьезности уклона.

Важно отметить! Преднамеренное изменение угла наклона кровли зависит от ее площади, а значит, от количества дополнительных средств и затрат на строительство.

При расчете угла наклона особое внимание уделяют центральным стропилам, в основе которых лежат системы кровли. Для установки двускатных ферм требуется три соединенных между собой коньковых бруса по краям. Стропила небольшой длины скрепляются с угловыми, и совпадают с промежуточными. угловой стропильный.

Принципы расчета вальмовой крыши: калькулятор квадрата вальмы

осмотрел конструкцию кровли, нужно определить угол наклона. Расчет рассчитывается по теореме Пифагора: центральные стропила, боковые дворы кровли и боковые стены здания — составляющие равнобедренного треугольника.

Можно следовать пошаговой схеме:

  1. Установить центральные стропила
  2. Готовуюупланку положить на верхний конец обвязки (она будет служить горизонтальной конструкцией промежуточных стропил и карниза)
  3. Измерьте угол наклона кровельной системы на Калькулятор по специальной формуле: уклон кровли от 3 до 12 говорит коэффициент промежуточных стропил 1,031, а угловых стропил = 1,016.
  4. Выполнить расчет шатровой крыши по теореме Пифагора

Формулы расчета шатровой крыши

предлагают полезные алгоритмы расчета площади крыши.

Площадь шатровой кровли в зависимости от угла наклона напрямую влияет на расход материальных ресурсов. Начало строительства шатровой кровли начинается именно с расчета и закупки материалов. Важно позаботиться об утеплении кровли от чрезмерной влажности.Специалисты рекомендуют использовать особую ровность слоев, не пропускать воду и тем самым исключать процессы конденсации. Образование пара легко устраняется, уменьшая вентиляцию места.

спецслово — изоляция кровли. Используйте минеральную вату. Материал можно укладывать:

Расчет строительных материалов для двускатной кровли производится не по стандартной схеме. Расчет площади кровли зачастую меньше необходимое количество материала.Способ штабелирования также играет роль: перекрытие предполагает использование дополнительных элементов (ендовы, примыкания). Большинство типов кровли строятся из обрешетки и бруса.

Расчет вальмовой крыши начинается с измерения длины ее поверхности. Расчет площади крыши производится исходя из общей площади двух треугольных боковых вальм и двух трапеций. Считаем формулу:

S = 0,5 ah (a = база, h = высота) — треугольный расчет бедер,

S = h (a + b) \ 2 (b — основание, h — высота, a — длина) — для расчета трапеции.

Главное, что перед ремонтом вальмовой кровли нужно проконсультироваться со специалистом, чтобы выяснить тонкости расчета угла вальм и расчета площади вальмовой крыши.

Подробности доступны с онлайн-уроками по расчету и установке скатной кровли

Frontiers | Разрушение каркаса в скатных крышах с деревянным каркасом при экстремальных ветровых нагрузках

Введение

Устойчивость домов во время экстремальных ветровых явлений необходима для обеспечения безопасности жителей, минимизации ущерба внутреннему содержимому и уменьшения финансового бремени для сообществ и страховых компаний.На сегодняшний день проделана значительная работа по устранению часто наблюдаемых видов отказов в жилых зданиях. Это в первую очередь связано с системами кровли и облицовки стен, а также с траекторией вертикальной нагрузки между конструктивными элементами (van de Lindt et al., 2013). Большая часть жилья в Северной Америке состоит из деревянных домов на одну семью (Amini and van de Lindt, 2014; Standohar-Alfano and van de Lindt, 2016). Разрушения кровли жилых домов, а именно разрушение соединений между крышей и стеной (RTWC) и потеря обшивки крыши, были тщательно изучены из-за их высокой частоты возникновения во время экстремальных ветровых явлений.Плотность домов относительно других построек в любом населенном пункте приводит к высоким расходам, связанным с авариями жилых домов. Например, в Оклахоме с 1989 года две трети из 32 миллиардов долларов застрахованных убытков от торнадо связаны с жилыми постройками (Simmons et al., 2015).

Работа по смягчению последствий разрушения деревянных крыш жилых домов важна, потому что потеря одной панели обшивки, которая может произойти при относительно низких скоростях ветра, приведет к проникновению воды. Это часто приводит к потере всего содержимого из-за сильных дождей, сопровождающих ураганы (Sparks et al., 1994). Наблюдения, сделанные в ходе обследований повреждений после урагана, ранее привели к выявлению важных тенденций отказов в различных компонентах здания. Повторяющиеся отказы подобных компонентов предполагают, что повсеместное смягчение последствий возможно за счет усовершенствованных подходов к проектированию и инновационных решений.

Стандартизованный метод оценки скорости ветра в торнадо — это расширенная шкала Фудзиты (EF), которая основана на наблюдениях за повреждениями, поскольку, как правило, невозможно напрямую измерить скорость ветра в торнадо (Копп и др., 2012). Текущая версия шкалы EF (Центр ветроэнергетики и инженерии, 2006 г.) предоставляет оценки скорости ветра для 28 категорий обычных конструкций и растительности, называемых индикаторами ущерба (DI). Для каждого DI шкала EF использует концепцию степеней повреждения (DOD). DOD описывают последовательные режимы повреждения, которые обычно наблюдаются для определенных DI. Каждый DOD связан с минимальной, максимальной и ожидаемой скоростью ветра. Эти значения представляют собой диапазон расчетных скоростей ветра, необходимых для нанесения указанного ущерба (Центр науки и техники ветра, 2006; Mehta, 2013).Их можно связать со скоростями ветра по шкале EF для оценки интенсивности торнадо, от EF0 до EF5. В настоящем исследовании особый интерес представляет DI для резиденций на одну и две семьи (FR12). DOD-4 и DOD-6, которые имеют отношение к разрушениям кровли FR12, описаны в таблице 1. DOD-7, относящийся к обрушению стены, также включен, потому что это происходит в том же диапазоне скоростей ветра, что и DOD. -6 и часто может возникать в результате обрушения кровли.

Таблица 1 .Описание степени повреждения (DOD) и оценки скорости ветра для интересующих видов отказов в индикаторе ущерба для одно- и двухквартирных домов (FR12).

На Рисунке 1 показан пример типичного разрушения оболочки, а на Рисунке 2 показан отказ RTWC. Как уже упоминалось, большинство прошлых исследований повреждений кровли сосредоточено на этих двух режимах отказа. Очевидно, что оценки скорости ветра для повреждения кровли в шкале EF в значительной степени основаны на этих хорошо изученных режимах. Хотя DOD-6 охватывает все возможные режимы серьезных разрушений кровли, обзор доступной литературы показывает, что текущее понимание DOD-6 ограничивается исследованиями, сосредоточенными на отказах RTWC.DOD-6 может произойти при ожидаемой скорости ветра 122 миль в час (Таблица 1). Эта скорость ветра соответствует относительно слабым торнадо EF2 (Wind Science and Engineering Center, 2006). DOD-4 возникает при более низких скоростях ветра. Было замечено, что двускатные крыши плохо работают в этих режимах, особенно DOD-6, по сравнению с соседними шатровыми крышами аналогичной конструкции. Фактически, в списке FR12 по канадской шкале EF (Environment Canada, 2013) отмечается, что для домов с шатровыми крышами можно предположить верхнюю границу скорости ветра для DOD 4 и 6.Это противоречит исходной документации EF-Scale (Wind Science and Engineering Center, 2006), в которой указывается, что нижняя граница DOD-6 связана с неадекватной конструкцией или большими свесами, а верхняя граница связана с улучшенной конструкцией, такой как использование ураганных ремней. Разница между этими двумя версиями EF-Scale является важным моментом, который требует дальнейшего исследования, как указали Гаванский и Копп (2017).

Рисунок 1 .Пример разрушения обшивки крыши, соответствующий DOD-4 (источник изображения: доктор Дэвид Преватт из Университета Флориды).

Рисунок 2 . Пример отказа соединения крыши со стеной, соответствующий DOD-6 (источник изображения: доктор Дэвид Преватт).

Крыши жилых домов могут быть построены с использованием различных форм и уклонов. Многие включают слуховые окна или другие дефекты для покрытия домов неправильной формы. Из различных форм крыш, возможных при строительстве деревянных каркасов, наиболее распространенными в Северной Америке являются двускатные и шатровые крыши или их композиты (Canada Mortgage and Housing Corporation, 2014).Обследования повреждений после ураганов и последующие исследования часто выявляли несоответствие в повреждениях между различными геометрическими формами жилых крыш (Meecham, 1992). Как правило, шатровые крыши работают лучше, чем крыши других форм. Анализ хрупкости, проведенный Kopp et al. (2016) и Gavanski and Kopp (2017) даже предположили, что единый DI для жилых конструкций в шкале EF может быть неадекватным из-за значительных различий в оценках скорости ветра для разной формы крыши, хотя это не было количественно оценено. в обследованиях повреждений.

В нескольких прошлых исследованиях изучались превосходные характеристики домов с шатровой крышей (Meecham et al., 1991; Meecham, 1992), с некоторыми более поздними работами, непосредственно исследующими поведение шатровой крыши в отношении обшивки крыши (DOD-4) и RTWC ( DOD-6) (Henderson et al., 2013; Kopp et al., 2016). Meecham et al. (1991) провели испытания в аэродинамической трубе для улучшения технического понимания характеристик вальмовой крыши и обнаружили, что существует важная взаимосвязь между распределением давления и базовой конфигурацией каркаса крыш с деревянным каркасом.Несмотря на значительные различия между распределениями давления, зарегистрированными для моделей двускатной и шатровой крыши, общие моменты подъема и опрокидывания крыши оказались весьма схожими. Это подтвердило, что предпочтительная аэродинамическая геометрия — не единственная причина улучшения характеристик вальмовых крыш.

Результаты

Meecham et al. (Meecham et al., 1991) показали, что ориентация элементов каркаса в вальмовой крыше относительно распределения подъема обеспечивает дополнительную устойчивость.Напротив, форма двускатной крыши вызывает более высокие локальные пиковые давления, а ориентация элементов каркаса приводит к менее благоприятному распределению нагрузки. В дополнение к этому, вальмовые крыши имеют RTWC по всему периметру, в то время как двускатные крыши соединяются со стеновым каркасом только по двум противоположным стенам. Считается, что в сочетании с улучшенным распределением нагрузки в стропильных шатровых крышах эти факторы делают шатровые крыши значительно более устойчивыми к повреждениям в результате обычных видов разрушения кровли.Это также подтверждается анализом хрупкости (Kopp et al., 2016; Gavanski and Kopp, 2017).

Один из вопросов, который возникает из-за высоких скоростей ветра, полученных при анализе хрупкости конкретных видов разрушения, заключается в том, становятся ли другие режимы слабым звеном в шатровых крышах. Другими словами, не откажет ли структура RTWC по-другому? Цель данной статьи — изучить, возможны ли дополнительные неизученные режимы отказов, и, если они есть, понять условия, необходимые для их возникновения.В данной статье представлен анализ и результаты двумерных численных моделей для стропильных и рамно-скатных крыш с целью изучения этого момента. Анализ результатов обследования также используется для подтверждения гипотезы о том, что другие виды отказов достаточно распространены для вальмовых крыш.

Анализ обследования повреждений

Данные недавних событий в США были получены для изучения в настоящем исследовании. Эти данные были собраны после разрушительных торнадо на юге США, включая торнадо в Мур, Оклахома в 2013 году (EF5) и торнадо в Таскалузе, Алабама (EF4) и Джоплин, штат Миссури (EF5) в 2011 году.Их предоставил авторам доктор Дэвид Преватт из Университета Флориды. Группы судебно-медицинской экспертизы, состоящие из исследователей, инженеров и студентов, провели дни после этих событий, исследуя пострадавшие районы и документируя наблюдаемые повреждения. Их отчеты об этих торнадо можно найти в литературе (Prevatt et al., 2011, 2013; Graettinger et al., 2014). Объединенная база данных предоставляет тысячи изображений повреждений домов, от потери обшивки до полного разрушения.

Торнадо в Мур, штат Оклахома, было определено как событие EF5 с повреждениями в диапазоне от EF0 до EF5, наблюдаемых на пути торнадо.В результате этого события погибли 24 человека и, по оценкам, был нанесен экономический ущерб до 3 миллиардов долларов (Graettinger et al., 2014). Ветры EF0 – EF2 обычно составляют около 85% площади повреждения сильного торнадо EF4 или EF5, и поэтому можно выделить так много этапов развития повреждений. Обследование, проведенное после этого события, дало информацию для последующих исследований, включая выявление новых методов для улучшенных обследований повреждений, анализа хрупкости компонентов дома и разработки улучшенных лабораторных моделей торнадо (Graettinger et al., 2014). Это также привело к изменениям в строительном кодексе Мура, штат Оклахома, таким образом, что к деревянным каркасным домам предъявляются новые предписывающие требования для смягчения ущерба вплоть до DOD-6 (Ramseyer et al., 2014).

Необработанная база данных фотографий, сделанных после торнадо Мура, Таскалуса и Джоплина, используется в настоящем исследовании для изучения природы разрушения вальмовой крыши. В данных выявляется множество случаев частичного разрушения вальмовой крыши. Как и в случае результатов анализа хрупкости, проведенного Kopp et al. (2016), наблюдаемые разрушения вызывают дополнительные вопросы относительно вероятности и условий, при которых могут произойти частичные разрушения вальмовой крыши.Избранные примеры наблюдаемых отказов от Мура показаны на рисунке 3 и обсуждаются ниже.

Рисунок 3 . Разрушение вальмовой крыши в Мур, штат Оклахома, после торнадо EF5 от 21 мая 2013 года. (A) Разрушение передней поверхности вальмовых крыш соседних рам с рамой. (B) Отказ передней стороны вальмовой крыши рамочного каркаса, с видимым неповрежденным обрамлением противоположной стороны. (C) Разрушение каркаса и обшивки в комбинированной вальмовой / двускатной крыше (источник изображения: Dr.Дэвид Преватт).

На рис. 3А показаны соседние дома с шатровыми крышами, у которых наблюдаются аналогичные повреждения передней поверхности крыши. RTWC, кажется, целы по остальному периметру крыши, и очевидно, что несколько элементов каркаса крыши вышли из строя или были удалены, в дополнение к обшивке, покрывающей эту часть. На правой стороне фотографии оставшаяся часть крыши провисает, что дополнительно указывает на то, что нижележащая рама вышла из строя. Дома, показанные на рисунке 3A, были расположены вдоль Кайл Драйв на западной окраине Мура, штат Оклахома.Несколько домов на этом коротком участке имели аналогичные дефекты каркаса вальмовой крыши и были построены примерно в 2006 году (Graettinger et al., 2014). Изучение фотографий повреждений в этом районе показывает, что из домов с повреждениями крыши DOD-4 или DOD-6, 40% оказались разрушенными из-за аналогичных частичных повреждений. В этих случаях кажется, что рама вышла из строя из-за прибитых соединений между элементами, поскольку сломанных пиломатериалов не видно. В следующем разделе будут представлены дополнительные статистические данные и наблюдения из двух выбранных районов после торнадо Джоплин, штат Миссури.

На рис. 3В показан отказ, аналогичный показанному на рис. 3А, но для более крутой крыши. RTWC выглядят целыми, и видна большая открытая полость, где элементы каркаса и обшивка были удалены. Как и на рисунке 3A, очевидно, что эта крыша не страдала исключительно от потери обшивки, хотя следует отметить меньшую площадь потери обшивки в правой части фотографии. Отсутствие видимых внутренних элементов в полости, особенно тех, которые поддерживают неповрежденную противоположную сторону крыши, убедительно свидетельствует о том, что эта крыша была построена как конструкция из стержневого каркаса, в отличие от конструкции, содержащей сборные фермы.По имеющимся данным, многие из неудачных вальмовых крыш использовали каркас из палок.

На рис. 3С показано частичное разрушение комбинированной вальмовой / двускатной крыши. Этот отказ отличается от тех, которые показаны на рисунках 3A, B, поскольку очевиден отказ материала деревянных элементов. RTWC, по-видимому, целы, нижняя часть крыши потеряла только обшивку с правой стороны и элементы каркаса, помимо обшивки, слева. Возле пика крыши каркас разрушился с обеих сторон.Эта структура, по-видимому, содержит либо фермы, либо стержневой каркас с прочными соединениями. Как показано на рисунке чуть выше RTWC, элементы были соединены или иным образом усилены с помощью деревянных пластин, прибитых гвоздями.

При осмотре повреждений, показанных на Рисунке 3, и аналогичных повреждений на доступных фотографиях становится очевидно, что возможны частичные разрушения каркаса, повторяющиеся режимы разрушения, возникающие в вальмовых крышах. При сравнении этих отказов вальмовой крыши с близлежащими конструкциями на основе данных было определено, что разрушения каркаса могут влиять на некоторые шатровые крыши при скорости ветра EF2, а не разрушения RTWC или потери обшивки.Также отмечается, что конструкция крыши может иметь значение. Наблюдаемые отказы рам-рамок особенно подсказывают, что характеристики крыш-рам-рам следует отличать от характеристик стропильных конструкций при анализе и проектировании, а также в настоящем исследовании.

Статистический анализ возникновения отказов

Для полного анализа возникновения частичных повреждений каркаса крыши все наблюдаемые повреждения в пределах DOD-4 и DOD-6 должны быть классифицированы, чтобы определить, связаны ли наблюдаемые разрушения с обшивкой, RTWC или с каркасом крыши.Сортировка данных по районам предлагает дополнительную информацию о тенденциях в небольших регионах по сравнению со всем следом ущерба от события. Как уже упоминалось, данные опроса, предоставленные Университетом Флориды, включают базу данных фотографий. Также предоставляется список всех фотографий, которые использовались для оценки события, включая долготу, широту и рейтинг EF-Scale в каждом месте. Эти данные были нанесены на карту и помечены цветными метками для представления рейтинга EF-Scale. Образец полученной карты показан на рисунке 4.На этой карте показаны две области, проанализированные для получения предварительной статистики, представленной здесь. Эти районы были расположены на западном конце пути повреждения. Анализируются только данные, соответствующие повреждениям EF1, EF2 и EF3, поскольку эти рейтинги соответствуют скоростям ветра DOD-4 и DOD-6 для крыш жилых домов. На рисунке рейтинги EF1, EF2 и EF3 представлены желтыми, оранжевыми и красными булавками соответственно.

Рисунок 4 . Западный конец пути повреждения торнадо после торнадо 22 мая 2011 г. в Джоплине, Миссури; регионы настоящего исследования обведены белым.

Анализируются две области исследования, выделенные белым на рисунке 4, и оценивается возникновение различных видов отказов. Фотографии повреждений в отмеченных местах были осмотрены, и был отмечен предполагаемый тип отказа. При этом просмотре данных каждое отдельное жилище оценивалось на предмет того, было ли повреждение вызвано RTWC, обшивкой или повреждением каркаса. Помимо повреждений кровли, включаются разрушения стен, соответствующие DOD-7. Районы исследования были выбраны на основе характеристик домов.Исторические снимки из Google Earth используются для определения первоначальной формы изученных крыш. В районе 1 в левой части рисунка 4 обнаружены дома, которые казались более новыми, в большинстве своем с крутыми шатровыми крышами и большими строениями. Дома в Районе 2 в основном выглядят более старыми каменными домами с неглубокими крышами с деревянным каркасом.

Результаты статистического анализа показаны в Таблице 2. Как показано, в Районе 1 56% домов с соответствующими повреждениями вышли из строя из-за частичного разрушения каркаса, в то время как у 35% наблюдались признаки разрушения RTWC.На Рисунке 5 показан пример крутых вальмовых крыш, видимых повсюду в этом районе, с аэрофотоснимком, показывающим, как повреждение повлияло на площадь поверхности крыши. Во многих случаях были удалены самые большие поверхности крыши, в то время как части конструкции, закрывающие меньшие пространства, остались на месте. Многие из этих построек, по-видимому, также были построены из рамок.

Таблица 2 . Возникновение режимов разрушения кровли жилых домов в отдельных районах Джоплина, штат Мичиган.

Рисунок 5 . Пример типичного разрушения вальмовой крыши в Районе 1, включая аэрофотоснимок, показывающий след частичного разрушения (источник изображения: д-р Дэвид Преватт, Google Earth).

Возникновение типов отказов в Районе 2 отличается от такового в Районе 1; Распределение отказов кровли более равномерно по трем режимам, в то время как в Районе 1 наблюдается более высокая частота отказов, которые можно рассматривать как серьезные отказы кровли, то есть подпадающих под DOD-6.В Районе 2 33% показали частичные разрушения каркаса, в то время как 37 и 30% пострадали от отказов RTWC и обшивки, соответственно. Чтобы понять прогрессию повреждения, дома, в которых обрушились стены, подсчитываются на основе наблюдаемого режима разрушения крыши, который, как предполагается, предшествует повреждению стены. Например, в Районе 1 10% домов пострадали от частичного разрушения каркаса крыши и обрушения стен, а 8% пострадали от разрушения RTWC и обрушения стен. Это приводит к 18% случаев обрушения стен в регионе. Взаимосвязь между режимами разрушения стен и кровли требует дальнейшего изучения для определения причинных эффектов каждого режима разрушения крыши.

Сдвиг в возникновении определенных видов отказа между двумя регионами может быть результатом нескольких факторов; однако следует отметить, что многие дома в Районе 2 оказались более старой постройки, чем дома в Районе 1, и имели пологую крышу. Хотя это наблюдение может предполагать, что наклон крыши способствует возникновению разрушения каркаса, неясно, какие другие факторы могли иметь дополнительное влияние. Например, отсутствие боковых ограничителей в старых домах могло привести к учащению случаев обрушения стен.В примере, показанном на Рисунке 6, произошел частичный отказ каркаса крыши. Однако этот сбой мог произойти из-за обломков деревьев, видимых на вершине разрушенной крыши. Другие случаи частичного отказа в Районе 2 также неоднозначны, и, поскольку Район 2 находился с подветренной стороны от Района 1, обломки, вероятно, играли большую роль. В любом случае в обоих регионах частичные отказы возникают не реже, чем другие виды отказов кровли. Требуется дополнительная работа для получения полного набора статистических данных об этих сбоях и более точного определения региональных условий, которые могут способствовать их возникновению.

Рисунок 6 . Частичное обрушение вальмовой крыши в районе 2 (источник изображения: д-р Дэвид Преватт).

Аналитический метод

Подход и предположения

Метод численного моделирования разработан и проверен для анализа эффектов внутренней нагрузки и прочностных характеристик компонентов деревянной каркасной крыши при ветровом подъеме. После разработки модели для получения сил стержня рассчитываются возможности элемента. Результаты выбранного метода моделирования методом конечных элементов объединены с расчетными значениями пропускной способности элементов.Это позволяет оценить прочностные характеристики структурных компонентов в форме относительных соотношений спроса и мощности (D / C) и определить возможные места уязвимости. В настоящей работе термин «элемент» относится как к элементам деревянного каркаса, так и к соединениям между ними. Оба типа элементов составляют звенья на вертикальном пути нагрузки, и потенциальные отказы могут возникать в любом из них. Подробное объяснение этой работы можно найти в исследовании Стивенсона (2017).

Различия между методами строительства крыши, такими как фермовый каркас и стержневой каркас, оцениваются для определения относительной вероятности отказа каркаса каждого типа. Возможности элементов каркаса крыши также сравниваются с мощностью RTWC, чтобы обеспечить точку отсчета для соотнесения настоящих результатов с обычно наблюдаемыми видами отказов с хорошо установленными скоростями ветра (например, DOD-6). Принятие правильности конструкции в анализах позволяет выявить пробелы в текущем проекте, если обнаруживается вероятность отказа.В противном случае результаты подтвердили бы неправильное строительство в домах с наблюдаемыми неисправностями.

Анализ спроса и мощности секций стропильных и каркасных крыш

Чтобы понять возможность выхода из строя элемента или соединения в каркасе вальмовой крыши, необходимо определить воздействие нагрузки, возникающей из-за подъема ветра на элементы каркаса, и сравнить их со способностями элементов противостоять этим воздействиям. При точном анализе деревянных конструкций необходимо учитывать анизотропные свойства древесины, сложное поведение соединений и многочисленные возможные виды отказов.В опубликованной литературе представлена ​​подробная информация о моделировании нелинейного поведения и установлении критериев отказа для определенных компонентов крыши, но имеется ограниченная информация о других элементах и ​​конструкции каркаса. Чтобы получить сопоставимые результаты и использовать согласованные методы для различных типов конструкций, анализ всех конструкций для настоящего исследования ограничен линейным диапазоном поведения материала. Элементы, которые могут выйти из строя первыми, определяются на основе относительных линейных соотношений D / C.Этого достаточно, чтобы проверить гипотезу о частичных отказах каркаса, хотя для построения кривых хрупкости потребуется дальнейший анализ.

Для наблюдения за эффектами линейной нагрузки на элементы и соединения системы крыши, силы элементов рассчитываются посредством моделирования методом конечных элементов с использованием SAP2000. Отдельные фермы и компоненты крыш с решетчатым каркасом моделируются при равномерном отрицательном внешнем давлении, и полученные осевые силы и моменты используются для оценки требований к каждому элементу.Как уже упоминалось, дополнительные сведения о методе проверки и анализа модели предоставлены Стивенсоном (2017).

Конструкции вальмовых крыш, используемые в анализе

При строительстве деревянных каркасов в Канаде и США используются аналогичные подходы, в которых преобладают предписывающие или традиционные конструкции (Canada Mortgage and Housing Corporation, 2014). Для конструкции крыши эти подходы состоят из следующих документов, таких как Международный жилищный кодекс или часть 9 Национального строительного кодекса Канады, чтобы определить размер элементов, расстояние между ними и требования к крепежам.В Канаде эти требования взяты из табличных значений, основанных на расчетных снеговых нагрузках.

Предписательный проект включает в себя как крыши с рамой, так и фермы, хотя сами фермы должны быть спроектированы и поставляться с инструкциями по уходу, обращению и установке. Фермы, соединенные металлическими пластинами (MPC), проектируются компаниями, специализирующимися на их производстве, на основе распределения вторичной нагрузки. Они становятся преобладающей формой строительства крыш новых жилых домов, по крайней мере, в Канаде (Canada Mortgage and Housing Corporation, 2014).Тем не менее, рамная конструкция все еще используется, и большая часть стареющего жилищного фонда состоит из конструкции палки-каркаса. Как ферменные, так и рамные конструкции требуют рассмотрения в настоящем исследовании, поскольку согласно имеющимся данным обследования, оба типа кровли не работают.

Двухмерный анализ D / C в этой работе использует одну ферму MPC, основанную на тех, которые использовались в полномасштабной вальмовой крыше, испытанной Хендерсоном и др. (2013). На рис. 7 показан план фермы; из-за симметрии показана только половина фермы.После анализа фермы была спроектирована вальмовая крыша с рамной рамой в соответствии с профилем и геометрией плана ферменной крыши от Хендерсона и др. (2013), чтобы обеспечить точку сравнения.

Рисунок 7 . Половина смоделированной фермы с маркированными соединениями и элементами.

Для крыши с решетчатым каркасом, Раздел 9.23 NBCC (Канадская комиссия по строительным и противопожарным нормам, 2010) используется для определения соответствующих требований к размещению элементов и размерам в дополнение к минимальному количеству и направлению гвоздей в каждом стыке.Результирующая структура проиллюстрирована на рисунке 8 с помеченными размерами элементов и расстоянием между ними. Компоновка элементов крыш с решетчатой ​​рамой способствует разделению нагрузки между гранями и отдельными элементами крыши. Вальмовые стропила переносят нагрузки между элементами на смежных гранях крыши, а обшивка играет роль в эффектах системы между элементами на одной стороне. Из-за такой схемы невозможно извлечь двухмерное поперечное сечение крыши для анализа, как это было сделано в случае ферменной крыши.Вместо этого настоящий анализ крыши с прямоугольной рамой упрощается за счет изучения одного типичного домкрата. При осмотре стропила, ближайшие к центру крыши, считаются наиболее востребованными из-за давления на крышу из-за самых длинных безопорных пролетов. Ожидается, что центральные домкраты будут испытывать самые высокие моменты и внутренние силы сдвига, а их соединения должны будут выдерживать самые большие опорные реакции. Стороны крыши идентичны, поэтому выбранный домкрат-стропила, показанный на Рисунке 9, представляет собой четыре разных домкрата внутри крыши.

Рисунок 8 . Вид сверху проектируемой рамно-шатровой крыши.

Рисунок 9 . Иллюстрация стропила домкрата, выбранного для анализа рамок.

Численное моделирование шатровых крыш с деревянным каркасом

Стратегия разработки модели в этом исследовании состоит в том, чтобы оценить, можно ли использовать более одного упрощенного аналога модели в комбинации, чтобы получить максимально возможное влияние нагрузки на каждый элемент фермы. Такой подход к оболочке считался подходящим для настоящих целей, потому что, сравнивая емкость каждого элемента с его наихудшим сценарием нагрузки, все уязвимые элементы могут быть идентифицированы без траты вычислительных или экспериментальных ресурсов на получение достаточных данных, чтобы сделать нелинейное моделирование возможным.Еще одно преимущество использования максимальных сил состоит в том, что они могут выявить критические условия, которые возможны, но, возможно, не учитывались ранее.

Установлено, что максимальный спрос на каркас фермы постоянно достигается за счет комбинации двух аналогов модели. Одна из моделей использует все шарнирные соединения, а другая — все жесткие соединения. Геометрический аналог моделируется таким образом, что элементы пояса фермы воздействуют на их нижние грани, а элементы перемычки моделируются вдоль их центроидов.Для случая фермы результаты усилий стержня и шарнира извлекаются из обеих моделей и обрабатываются для получения максимальных значений нагрузки на элементы фермы. Максимальный спрос на стропильную планку с рамой также получают от двух моделей; один с шарнирными опорами, а другой с жесткими опорами. В случае каркаса с палкой расчет отдельного стропила можно легко выполнить с помощью ручных расчетов. Тем не менее, SAP2000 используется для того, чтобы выбранные стропила можно было смоделировать с закрепленным и жестким шарниром на опорах, и можно было получить результаты максимального усилия в обоих случаях, аналогично методу, используемому в анализе фермы.

Анализ D / C выполняется с использованием результатов спроса по моделям фермы с равномерным подъемом 3,25 фунта / дюйм (0,57 Н / мм). Поднимающие силы ветра моделируются как отрицательное внешнее давление, действующее перпендикулярно поверхности крыши, а вес конструкции учитывается как статическая нагрузка. Эта нагрузка рассчитывается на основе процедуры определения направления из ASCE 7-10 (Structural Engineering Institute, 2010) с использованием базовой скорости ветра 71,5 миль в час (115 км / ч). Путем предварительного моделирования было установлено, что эта скорость ветра соответствует точке, в которой отношение D / C для RTWC равно 1.Считается, что это представляет собой подъемную силу, при которой ожидается выход из строя первого элемента фермы. Для случая стержневой рамы давление, соответствующее 71,5 миль в час, умножается на площадь притока, поддерживаемую стропилами, в результате получается равномерно распределенная нагрузка 2,17 фунта / дюйм (0,38 Н / мм).

Важно отметить, что базовая скорость ветра 71,5 миль в час не отражает скорости ветра торнадо и требует корректировки, чтобы можно было провести прямое сравнение с DOD-6 для жилых построек.Однако на основании этого результата из литературы можно сделать некоторые наблюдения. Моррисон и Копп (2011) протестировали соединения ногтя на пальце ноги при реалистичной ветровой нагрузке и аналогичным образом связали результаты прочности с основной системой сопротивления ветровой нагрузке, а также с расчетными скоростями ветра компонентов и обшивки, используемыми в ACSE 7-05. Скорость ветра 71,5 миль в час согласуется с оценками, приведенными в Таблице 5 Моррисона и Коппа, в которых не учитывается распределение нагрузки между соседними соединениями. При рассмотрении распределения нагрузки расчетные скорости ветра в Morrison and Kopp (2011) увеличиваются.

Примененная скорость ветра 71,5 миль в час намного ниже, чем скорость ветра при разрушении, оцененная по результатам анализа хрупкости, проведенного Коппом и др. (2016) и Гаванский и Копп (2017). Оба исследования рассматривали распределение нагрузки и обнаружили, что при средней вероятности отказа скорость ветра, вызывающая отказ RTWC в откидной крыше, составляет почти 155 миль в час (250 км / ч). Помимо несоответствия из-за распределения нагрузки, различные допущения относительно внутреннего давления, формы крыши и направления ветра могут привести к значительным различиям в расчетных скоростях ветра.Важно напомнить, что настоящее двумерное исследование сосредоточено на относительной уязвимости в пределах каркаса шатровой крыши и не претендует на определение скорости ветра при разрушении. Согласие между скорректированной скоростью ветра и оценками ASCE 7-05 Моррисона и Коппа подтверждает точность методологии.

Расчет мощности

Минимальные мощности каждого элемента в моделях рассчитываются для сравнения с максимальной потребностью в анализе D / C. Фермы в Henderson et al.(Henderson et al., 2013) вальмовая крыша использовала пиломатериалы SPF № 2, соединенные между собой анкерными плитами MiTek MII-20. Паспорта прочности плит, подготовленные производителем в соответствии с канадскими требованиями к испытаниям анкерных плит (Институт исследований в строительстве, 2009 г.), были получены и используются при расчетах грузоподъемности. По сравнению с оценкой потенциала участников, которая проводится на основе значений, приведенных в таблице в Канадском справочнике по дизайну древесины (Canadian Wood Council / Canadian Standards Association, 2010), совместные мощности требуют значительных усилий для точной оценки.В данном исследовании для расчетов пропускной способности соединений используются проектные спецификации Канадского института решетчатых пластин (2014 г.) для ферм MPC, в дополнение к уравнению, предложенному в Lewis et al. (2006) по моменту подключения мощности.

Расчеты совместной грузоподъемности включают определение несущей способности стальной пластины, деревянного элемента и взаимодействия между ними в соответствующих направлениях (Институт решетчатых конструкций, 2007 г .; Институт плитных конструкций Канады, 2014 г.). В случае стержневой рамы возможности соединения двух опор с помощью гвоздей оцениваются на основе расчетных значений без учета факторов и формул из Справочника по дизайну древесины Канады (Canadian Wood Council / Canadian Standards Association, 2010).В зависимости от направления нагрузки, необходимые расчеты поддержки мощности включают в себя те, для сопротивления снятия ногтей и бокового сопротивления.

Уравнения пропускной способности кода обычно включают коэффициенты сопротивления материала, которые не учитываются в данном анализе постоянного тока. Уравнение из исследования Lewis et al. (2006) не включает факторы сопротивления, но обсуждение и результаты их исследования показали, что предложенное уравнение было скорректировано с учетом коэффициента безопасности, равного 1.5. Этот запас прочности удален в текущем анализе. Примеры расчетов пропускной способности и примечания, включая соответствующие кодовые уравнения и пункты, для всех требуемых режимов совместной пропускной способности, предоставлены Стивенсоном (2017). Для справки, на Рисунке 7 показаны соединения и элементы фермы, помеченные в соответствии с условными обозначениями, используемыми в анализе, а на Рисунке 9 показаны соединения для смоделированного домкрата.

Результаты спроса и мощности

Отдельные таблицы результатов максимального спроса и минимальной мощности приведены Стивенсоном (2017).В настоящей статье предельные отношения D / C для каждого элемента моделей фермы и стропила показаны в таблицах 3 и 4 соответственно. «Уязвимые» элементы — те, у которых отношение D / C ближе всего к 1 — выделены жирным шрифтом. Соединения со значениями D / C «N / A» либо развивают сжатие в результатах модели, либо содержат элементы, которые являются непрерывными и, следовательно, передают нагрузку через элемент, а не соединение. Результаты из таблицы 3 также схематично показаны на рисунке 10. Как можно видеть, отношения D / C для элементов и соединений сильно различаются по всей ферме.

Таблица 3 . Отношение нагрузки к мощности (D / C) и определяющий режим отказа для смоделированной фермы при подъеме на 3,25 фунта / дюйм (0,57 Н / мм).

Таблица 4 . Соотношения между стержнями и совместной нагрузкой (D / C) для смоделированной секции рукояти-рамы при подъеме на 2,17 фунта / дюйм (0,38 Н / мм).

Рисунок 10 . Схема расположения повреждений в ферме, основанная на результатах анализа потребности в мощности (D / C).

Предварительные результаты, полученные при анализе фермы вальмовой крыши, показывают, что RTWC с опорой на пальцах имеет самую низкую относительную прочность с разницей в 40% при соотношении D / C, равном 0.981 по сравнению со следующим по величине отношением 0,695 в элементе верхнего пояса в сочленении 3. Возможные изменения в пути нагрузки, возможностях элементов, геометрии и допусках фермы могут привести к сдвигам в любом из соотношений D / C; однако, поскольку анализ основан на взятии значений экстремального спроса для элементов каркаса, маловероятно, что отклонения в двух самых низких соотношениях D / C приведут к изменениям текущего вывода. Ожидается, что RTWC с опорой на пальцы почти всегда выходят из строя первыми в случае плоской фермы.Однако этот вывод не верен в случае, когда ураганные ремни используются в RTWC. В этом случае отношение D / C ремня RTWC урагана составляет 0,470, что снова сравнивается с 0,695 D / C в верхнем поясе. Применение даже самого простого ремня урагана может привести к повреждению компонентов каркаса фермы.

Результаты показывают, что при том же ветровом подъеме, что и ферма, стропила домкрата также наиболее уязвима при RTWC с опорой на пальцы. Анализ стержневой рамы не включает подъемную способность RTWC с ураганными ремнями.Однако ожидается, что установка перемычек на RTWC приведет к отказу на стыке 1, так как это место имеет относительно высокое отношение D / C. Следующее самое слабое соединение, в стыке 2, состоит из семи гвоздей, соединяющих стропило с балкой потолка. Его емкость намного выше — около 5000 Н.

Результаты стержневого каркаса аналогичны результатам анализа фермы по двум причинам. Во-первых, они подтверждают общее ожидание того, что RTWC с опущенными пальцами, вероятно, будет наиболее уязвимым элементом вальмовой крыши на этом склоне.Результаты стержневой рамы также указывают на то, что соединение на коньке крыши является следующим наиболее уязвимым элементом. В обеих ситуациях изменчивость поведения крыши и параметров соединения делает возможными другие отказы. Это особенно правдоподобно, если принять во внимание ошибки в конструкции, ухудшение характеристик элементов и устаревшие стандарты проектирования, по которым строились старые дома с каркасным домом.

Ограничения

Настоящий статистический анализ и анализ D / C успешно доказывают гипотезу о том, что разрушения каркаса вальмовых крыш возможны (и распространены), и предлагают некоторые условия, которые могут повлиять на режим, при котором может выйти из строя шатровая крыша с деревянным каркасом.Помимо этого вывода, важно отметить ограничения метода двумерного моделирования. Чтобы подробно понять проблему разрушения каркаса, необходимо разработать трехмерные модели, которые учитывают распределение нагрузки и эффекты обшивки. Из-за отсутствия данных и опубликованной информации, помогающей моделировать соединения металлических пластин и конструкции рам-стержней, создание подробных трехмерных моделей в данном исследовании было сочтено неэкономичным.

Дополнительная работа должна также оценить возможные вариации, существующие в компонентах спроса и мощности текущих результатов.На уровне элементов существует множество параметров, которые могут привести к значительному изменению поведения конструкции крыши. Эти параметры связаны с конфигурациями соединений и допусками, изменчивостью свойств древесных материалов и различиями в крепежных изделиях, предоставляемых разными производителями. В более крупном масштабе методы проектирования различаются по регионам, компаниям и даже отдельным инженерам, и строительство домов обычно не подлежит тщательному контролю качества. Вероятность ошибок конструкции и различий в конструкции может быть высокой.Эти изменения могут значительно изменить возможные результаты. Понимание отказов каркаса, помимо того, что считается их теоретически возможными, является важным следующим шагом в улучшении строительных норм и правил, а также EF-Scale.

Дополнительное обсуждение наблюдаемых отказов рулевой рамы

Неисправности каркаса крыши, представленные в этом документе, описывают несколько различных случаев и факторов, которые могут привести к уязвимостям каркаса. Результаты анализа D / C подтверждают, что потеря элементов или поверхностей вальмовой крыши с рамной рамой может быть вероятной; тем не менее, прогрессирование разрушения больших участков крыши четко не определено.При повторном просмотре данных обследования повреждений и отчета о торнадо в Мур, штат Оклахома (Graettinger et al., 2014), был отмечен дополнительный вид отказа, связанный с корпусом ручки-рамы. Этот режим может указывать на неправильную конструкцию наружного каркаса крыши или на потенциальное влияние каскадных отказов, вызванных разделением нагрузки в конструкциях с рамой из стержней.

На Рисунке 11, по всей видимости, произошло частичное разрушение каркаса и удаление больших секций крыши. Однако при ближайшем рассмотрении становится очевидно, что балки потолка и потолок под ними целы.Только внешние стропила и прикрепленная обшивка были удалены или повреждены. Судя по результатам анализа D / C для каркаса с рамой, этот тип отказа маловероятен из-за относительно прочного соединения между стропилом и балкой потолка. RTWC и соединение вдоль конька крыши кажутся гораздо более уязвимыми при анализе по сравнению с ранее упомянутым соединением с семью гвоздями. Изображенные неисправности могли возникнуть из-за неправильного или отсутствующего крепежа между стропилом и балкой на верхней плите стены или возникли как разрушение верхнего стыка стропил.Кроме того, системные эффекты могли привести к прогрессирующему каскадному разрушению соседних стыков, что привело к удалению всех поверхностей крыши после инициирования в одной точке.

Рисунок 11 . Примеры частичного обрыва каркаса, вальмовой крыши с неповрежденными балками перекрытия. (A) Полное снятие внешнего каркаса крыши. (B) Частичное удаление нескольких сторон крыши (источник изображения: доктор Дэвид Преватт).

Как уже упоминалось, анализ D / C для случая стержневой рамы не предсказал, что соединение стропил со стеной будет уязвимым из-за его относительно прочного соединения с балкой потолка.Согласно расчетам несущей способности стропил, соединение стропила с верхней пластиной должно иметь нагрузку 5000 Н, в результате чего соотношение D / C составляет 0,2. При более внимательном рассмотрении фотографий можно предположить, что на концах неповрежденных балок были прибиты соединения; однако похоже, что гвоздей было не больше нескольких. Принимая во внимание, что эти дома не были спроектированы по тем же правилам, что и гипотетическая крыша в настоящем исследовании, необходимо изучить региональные нормативные требования к проектированию в США, чтобы определить, предназначены ли эти соединения для включения большего количества гвоздей.

Неисправности, показанные на рисунке 11, и многие другие подобные отказы интересны, потому что они были бы объективно классифицированы в пределах DOD-6 для крыш жилых домов; однако это может быть неточным предположением. Это важный момент для дальнейшего изучения, поскольку он может повлиять на уточнения шкалы EF для различных методов проектирования жилых домов или даже предложить новый DOD для структур с рамой из стержней.

Заключение

Наблюдения за повреждениями и статистические оценки, представленные здесь, расширяют текущее понимание отказов крыш жилых домов и вводят ранее неисследованный вид отказов, характеризующийся повреждением компонентов каркаса крыши.Статистические данные о наблюдаемых повреждениях в выборочных районах из Мура, Оклахома и Джоплина, штат Мичиган, показали, что отказы каркаса могут происходить так же часто, как хорошо изученные виды отказов RTWC и обшивки при скоростях ветра EF1 и EF2. В то время как дома с шатровой крышей обычно считаются более устойчивыми к ветру, чем дома с двускатной крышей, наблюдения за частичными повреждениями каркаса показывают, что шатровые крыши могут быть более уязвимыми, чем предполагалось ранее.

Разработан метод численного моделирования и анализа для дальнейшего исследования поведения обычных компонентов каркаса вальмовой крыши.И фермы, и каркасные конструкции оцениваются для проведения сравнительного исследования двух методов строительства. Результаты двумерного анализа D / C для случаев стропильных и рамных рам были использованы для понимания вероятных мест уязвимости в конструкции каркаса и проверки гипотезы обрушения крыши, происходящего внутри конструкции каркаса. Упрощенный метод моделирования «нагрузка-огибающая» и анализ D / C показали способность определять уязвимые места в секциях крыши с фермами и рамой при ветровом подъеме.Наблюдательные и численные исследования дали следующие основные результаты:

• В районах, изученных с использованием фотографий повреждений с географической привязкой, до 56% домов в диапазоне повреждений EF1 – EF3 имели частичные разрушения конструкции крыши.

• Тип конструкции может иметь важные последствия для типа разрушения крыши, которому подвергнется дом. В микрорайонах, в которых 56% повреждений крыш жилых домов произошло из-за частичного разрушения каркаса крыши, дома оказались более новой конструкции с решетчатым каркасом, с большими отпечатками и крутыми крышами.Другой регион, который показал 33% частичных отказов, — это дома, которые выглядели более старыми, с пологими крышами и каменными стенами. Также отмечается, что некоторые из частичных отказов, наблюдаемых в этом регионе, могли быть связаны со ударами обломков.

• Следует отметить, что на наблюдаемых крутых крышах многие из наблюдаемых отказов произошли асимметрично, то есть одна из больших поверхностей крыши разрушилась, а противоположная осталась нетронутой. В отличие от смоделированной крыши, которая в настоящем анализе подвергается воздействию равномерного подъемного давления, крыши с более крутыми уклонами, вероятно, будут испытывать дисбаланс ветровых нагрузок на наветренной и подветренной сторонах.Влияние изменения уклона крыши, формы плана и направления ветровой нагрузки будет изучено дополнительно, в дополнение к изменениям прочности и жесткости материала, на более поздних этапах этого исследования.

• Идентифицирован дополнительный вид отказа, связанный с полным или частичным удалением всей внешней оболочки каркасных крыш. Эти отказы предполагают, что стропила, составляющие наклонную часть крыш с решетчатым каркасом, могут не иметь надлежащего крепления на коньке крыши или к балкам перекрытия и стенам под ними.Потеря внешней оболочки кровли из-за этого режима разрушения при осмотре классифицируется как повреждение DOD-6; однако на самом деле это может произойти при более низких скоростях ветра, чем те, которые необходимы для отказа RTWC, как показывает текущий анализ D / C. Этот режим отказа требует дальнейшего изучения, и дополнительная статистика его возникновения будет включена в будущую работу.

• При использовании RTWC с опорой на пальцы, фермы MPC при равномерном подъеме, скорее всего, выйдут из строя через RTWC, что приведет к потере всей конструкции каркаса и потолка.При поставке ремней урагана начало разрушения может перейти на элементы фермы и соединения (или на обшивку). Было обнаружено, что критические режимы разрушения в ферменной конструкции связаны с моментами элементов и соединений при подъеме. А именно, соединения верхнего пояса (Соединение 3) и горизонтальный элемент верхнего пояса (TC2) в моделируемой ферме оказались относительно уязвимыми, с отношениями D / C 0,70 и 0,66, соответственно, в то время как соотношение D / C RTWC на ​​пальцах ног был равен 1. Требуемый момент в элементах верхнего пояса увеличивается из-за растягивающих осевых сил, создаваемых на эти элементы из-за типичного поведения фермы.

• Случай анализа рамок также показал, что RTWC с ограниченными возможностями являются наиболее уязвимым компонентом в двумерном анализе. Отношение D / C RTWC стержневой рамы составляет 1,129 при той же приложенной высоте, что и ферма. Тем не менее, верхнее стропильное соединение также имеет относительно высокое отношение D / C, равное 0,66. Изучив фотографии, сделанные при обследовании повреждений, можно предположить, что вышедшие из строя крыши с решетчатым каркасом могли иметь менее прочные соединения, чем требовалось по проекту.

• Сравнение двухмерных анализов для случаев стропильных ферм и рамных рам показывает, что крыши с рамными каркасами содержат более уязвимые элементы.При эквивалентном ветровом подъеме D / C RTWC фермы составляет 0,98, в то время как RTWC стропил домкрата с рамой на стержнях составляет 1,12. Это как и ожидалось; тем не менее, влияние распределения нагрузки является важным фактором, особенно для случая с рукоятью, который не рассматривается в данном исследовании.

Авторские взносы

СС является доктором философии. студент под совместным руководством ГК и А.А. Это исследование является частью работы, выполненной над магистерской диссертацией СС. Гипотеза и подход к работе были разработаны авторами совместно.SS выполнил весь анализ, интерпретировал данные, а также подготовил, оценил и подготовил рукопись для подачи под непосредственным контролем GK и AA. Г.К. и А.А. рекомендовали дизайн анализа, интерпретацию результатов и оценку рукописи для публикации. Авторы соглашаются нести ответственность за все аспекты работы, гарантируя, что вопросы, связанные с точностью или целостностью любой части работы, должным образом исследованы и решены.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Эта работа финансировалась Канадским советом по естественным наукам и инженерным исследованиям в рамках программы совместных исследований и разработок в сотрудничестве с Chaucer Syndicates Ltd. и Институтом сокращения катастрофических потерь (ICLR). Выражаем признательность за постоянную поддержку со стороны г-на Геро Мишеля (Чосер) и г-на Поля Ковача (ICLR). Авторы также благодарны докторам. Дэвиду Преватту (Университет Флориды) и Дэвиду Руче (Университет Оберна) за предоставление данных обследования ущерба, ценные предложения и соответствующую литературу, а также Национальному научному фонду (NSF) за предоставление финансовой поддержки полевым исследованиям, приведшим к нанесению ущерба. данные опроса.Вышеупомянутые исследования ущерба были поддержаны исследовательским грантом NSF 1150975 и программой грантов NSF RAPID.

Список литературы

Амини, М. О., и ван де Линдт, Дж. У. (2014). Количественное понимание рациональных расчетных скоростей ветра торнадо для деревянных каркасных конструкций жилых домов с использованием подхода хрупкости. J. Struct. Англ. 140. DOI: 10.1061 / (ASCE) ST.1943-541X.0000914

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Канадская ипотечная и жилищная корпорация.(2014). Канадское деревянное каркасное домостроение , 3-е изд. Канада: Правительство Канады.

Google Scholar

Канадская комиссия по строительным и противопожарным нормам. (2010). Национальный строительный кодекс Канады , 13-е изд. Оттава: Национальный исследовательский совет Канады.

Google Scholar

Канадский совет по древесине / Канадская ассоциация стандартов. (2010). Руководство по деревянному дизайну: Полный справочник по деревянному дизайну в Канаде . Оттава, Онтарио: Канадский совет по древесине.

Google Scholar

Гаванский, Э., Копп, Г. А. (2017). Оценка уязвимости повреждений примыкания кровли к стене каркасных домов при сильном ветре. J. Risk Uncertainty Eng. Syst. 3. DOI: 10.1061 / AJRUA6.0000916

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Graettinger, A.J., Ramseyer, C.C., Freyne, S., Prevatt, D.O., Myers, L., Dao, T., et al. (2014). Оценка ущерба от торнадо после торнадо Мура 20 мая 2013 г. .Таскалуса, штат Алабама: Университет Алабамы.

Google Scholar

Хендерсон Д. Дж., Моррисон М. Дж. И Копп Г. А. (2013). Реакция креплений, прибитых гвоздями, крыша к стене, на экстремальные ветровые нагрузки в полноразмерной шатровой крыше с деревянным каркасом. Eng. Struct. 56, 1474–1483. DOI: 10.1016 / j.engstruct.2013.07.001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Институт исследований в строительстве. (2009). Оценочный лист CCMC 11996-

10 типов крыш, о которых вы не знали

    • Международный
      • Франция
      • Соединенное Королевство
      • Соединенные Штаты
      • Бельгия — Французский
      • Бельгия — Голландский
      • испанский язык
      • Польский
      • русский
  • ВОЙТИ ЗАРЕГИСТРИРОВАТЬСЯ
  • РЕСУРСНЫЙ ЦЕНТР
  • УСТОЙЧИВОСТЬ
Домовладелец Профессиональный перейти к содержанию

Поиск

Общие фильтры

Скрытый ярлык

Только точное совпадение

Скрытый ярлык

Скрытый ярлык

Скрытый ярлык

Объем тетраэдра Калькулятор

[1] 2021/01/04 15:25 Женщина / 30-летний уровень / Офисный работник / Государственный служащий / Очень /

Цель использования
Проверка результатов моего тетраэдра калькулятор объема
Комментарий / запрос
— В большинстве случаев у людей будут только координаты вершин тетраэдра.Было бы очень полезно вычислить объем тетраэдра
по координатам вершины.

С уважением и уважением

[2] 2021/01/04 06:57 Мужчина / Моложе 20 лет / Средняя школа / Университет / Аспирант / Очень /

Цель использования
American Math Competition Practice Problem Решение

[3] 2020/09/22 12:49 Женщина / уровень 30 лет / Офисный работник / Государственный служащий / Очень /

Цель использования
вычисление объема произвольной сетки.`Щелчок правой кнопкой ‘>` Показать как TeX` особенно полезен.

[4] 2020/08/26 01:13 Мужской / 20-летний уровень / Средняя школа / Университет / аспирант / Очень /

Цель использования
Найдите высоту тетраэдра

[5] 2020.01.21 12:20 Мужской / До 20 лет / Старшая школа / Университет / Аспирант / Полезно /

Цель использования
Математика hw

[6] 2018/10/02 18:27 Мужчина / 60 лет и старше / Пенсионер / Очень /

Цель использования
Вычислить объем тетраэдра как часть статистического анализа древних черепов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.