Часть 11. Крыша. Несущий каркас крыши. Общие положения. (раздел 8, п.2.)
8.2.1.1. В скатных крышах несущий каркас состоит из балок чердачного перекрытия, стропил, а также коньковых досок или балок и при необходимости, промежуточных опор стропил. Нижние концы стропил опираются на каркас наружных несущих стен, а верхние могут соединяться между собой через коньковую доску без вертикальных опор или с опиранием на коньковую балку, которая в свою очередь опирается на стойки, передающие нагрузку на внутреннюю несущую стену или на прогон. В качестве промежуточных опор стропил могут использоваться: стропильные затяжки; стены мансарды; стойки, передающие нагрузку на каркас чердачного перекрытия; сжатые раскосы (см. рис. 8.1).
Таблицы сечений для стропил и кровельных балок в зависимости от расчетной снеговой нагрузки (минимальное значение 1,0 кПа)
Таблица Б. 4 Максимальные пролеты при расчетных снеговых нагрузках от 1,0 до 2.0 кПа (от 100 до 200 кг/м2).
Таблица Б. 5 Максимальные пролеты при расчетных снеговых нагрузках от 2,5 до 3.0 кПа (от 250 до 300 кг/м2).
Таблица Б. 6 Максимальные пролеты при расчетных снеговых нагрузках от 1,0 до 2.0 кПа (от 100 до 200 кг/м2).
Таблица сечений для балок чердачного перекрытия при временной расчетной равномерно распределенной нагрузке на пол чердачного помещения с ограниченным доступом (когда исключается хранение оборудования и материалов) не более 0,35 кПа (35 кг/м2)
Таблица Б. 3 Максимальные пролеты балок чердачного перекрытия. Неэксплуатируемый чердак.
Таблицы сечений для балок чердачного перекрытия, когда предусматривается в дальнейшем возможность устройства в чердачном пространстве жилых помещений (мансарды)
Таблица Б. 1 Максимальные пролеты балок перекрытий. Общие случаи.
Пролеты указанные в настоящей таблице, применимы лишь в случаях, когда временная равномерно распределенная нагрузка на перекрытия не превышает 2,4 кПа (240 кг/м2)
Таблица Б. 2 Максимальные пролеты балок перекрытий. Особые случаи.
1. Пролеты указанные в настоящей таблице, применимы лишь в случаях, когда временная равномерно распределенная нагрузка на перекрытия не превышает 2,4 кПа (240 кг/м2).
2. При наличии цементных стяжек по перекрытиям перекрестные вертикальные связи в пролетах балок перекрытия не предусматривается.
Таблицы сечений для коньковых балок в зависимости от расчетной снеговой нагрузки (минимальное значение 1,0 кПа)
Таблица Б. 11 Максимальные пролеты коньковых балок составного сечения.
Несущий каркас скатной крыши с уклоном 1
8.2.2.1. В скатных крышах с уклоном 1:3 и более вертикальная опора для верхних концов стропил под коньком обычно не устраивается. Горизонтальный распор стропил в этих случаях воспринимается балками чердачного перекрытия, которые одновременно являются затяжками.
8.2.2.2. Стропила противоположных скатов должны располагаться непосредственно друг против друга и соединяться верхними концами через коньковую доску толщиной не менее 19 мм встык или, когда балки чердачного перекрытия составлены из элементов, соединяемых между собой внахлест, — со смещением на собственную толщину.
8.2.2.3. Стропила и балки чердачного перекрытия должны опираться непосредственно на деревянные конструкции наружных стен. Длина крайней опорной площадки балок и стропил должна быть не менее 38 мм.
Стропилам на опорных участках необходимо придать определенную форму, чтобы обеспечить ровные площадки опирания.
8.2.2.4. Соединения опорных концов стропил и балок чердачного перекрытия, а также элементов балок чердачного перекрытия между собой, воспринимающие горизонтальный распор (8.2.2.1.) стропил, выполняются на гвоздях. Концы стропил и балок соединяются при этом внахлест, концы элементов составных по длине балок — внахлест или в торец с накладкой из бруса того же сечения. Количество гвоздей в каждом соединении стропил с балками в зависимости от уклона крыши, шага балок и стропил и снеговой нагрузки принимается по таблице 8.1. В соединении балок между собой следует применять по крайней мере на один гвоздь больше, чем указано в таблице 8.1.
Таблица 8.1. Минимальное количество гвоздей для соединение стропил и балок в каркасе крыши.
Элементы несущих конструкций могут скрепляться друг с другом также с помощью соединительных накладок (угловых листов).
8.2.2.5. Используемые для уменьшения пролетов и размеров сечения стропил промежуточные опоры в виде затяжек должны изготовляться из пиломатериала сечением не менее 38×89 мм. Затяжки длиной более 2,4 м должны соединяться между собой вблизи своей середины неразрезными элементами (связями) сечением не менее 19×89 мм, расположенными под прямым углом к затяжкам.
8.2.2.6. Гвоздевые крепления элементов каркаса (кроме приведенных в 8.2.2.4) следует исполнять в соответствии с таблицей 8.2.
Таблица 8.2. Гвоздевые крепления элементов каркаса крыши.
Несущий каркас скатной крыши с уклоном менее 1
8.2.3.1. В скатных крышах с уклоном менее 1:3 верхние концы стропил следует опирать на коньковую балку сечением не менее 38×140 мм, укладываемую на вертикальные стойки сечением не менее 38×89 мм, которые устанавливаются на обвязку внутренней несущей стены с шагом 1,2 м.
При необходимости пролеты коньковой балки между опорными стойками могут быть увеличены. В этом случае сечение коньковой балки в зависимости от пролетов и снеговой нагрузки подбирают по таблице Б. 12.
Максимальные пролеты перемычек из древесины хвойных пород
Таблица Б. 12 Максимальные пролеты перемычек из древесины хвойных пород 2-го сорта. Каркас без жесткой обшивки.
8.2.3.2. В крышах с малым уклоном для образования пространства между верхней обвязкой стен и укладываемым на стропила кровельным настилом, достаточного для размещения в нем утеплителя и вентилируемой воздушной прослойки, нижние опорные концы стропил следует опирать не на верхнюю обвязку стен, а на расположенную выше обвязки опорную доску сечением не менее 38×89 мм (рис. 8.2). Эта доска укладывается на балки чердачного перекрытия и прибивается к каждой балке. Стропила прибиваются к опорной доске.
8.2.3.3. В случаях, когда определенный участок наружной стены смещен внутрь дома под общей крышей, выступающие за эту стену балки чердачного перекрытия укладываются на обвязку каркаса наружной стены (рис. 8.3). Свободные концы стропил и этих балок скрепляются между собой внахлест гвоздями в соответствии с первой строкой таблицы 8.1.
Под стропила на этом участке стены устраивается опорная стенка из вертикальных стоек и уложенной на них обвязки того же сечения, что и каркас наружной стены. Стойки устанавливаются на обвязку наружной стены под каждое стропило. Стропила должны опираться на обвязку опорной стенки и прикрепляться к ней гвоздями. Гвоздевое крепление опорной стенки — по разделу 7. (см. Стены и перегородки в каркасном доме)
8.2.3.4. Промежуточной опорой в скатных крышах с уклоном менее 1:3 могут являться опорные стенки с верхней и нижней обвязкой и стойками сечением 38×89 мм, которые устанавливаются в одной плоскости со стропилами и балками чердачного перекрытия и прибиваются к ним гвоздями.
Промежуточными опорами могут быть также сжатые раскосы под стропила, которые изготовляются из пиломатериала сечением не ме нее 38×89 мм и устанавливаются от каждой стропилины к внутренней несущей стене под углом не менее 45° к горизонтали.
8.2.3.5. Гвоздевые крепления элементов каркаса скатных крыш с уклоном менее 1:3 должны выполняться в соответствии с таблицей 8.3.
Таблица 8.3. Гвоздевые крепления элементов каркаса скатных крыш с уклоном 1:3.
Ни одно здание нельзя ставить на грунт без фундамента – основания, равномерно передающего вес сооружения на грунт, обеспечивающего устойчивость и целостность конструкций. Для определения его параметров необходим сбор нагрузок на фундамент и сравнение полученного значения с несущей способностью грунта. От правильности расчетов будет зависеть срок службы дома, его комфортность и безопасность проживания в нем.
Какие нагрузки нужно учитывать
Все нагрузки, воздействующие на фундамент, делятся на постоянные и временные.
Постоянные
К постоянным относятся нагрузки, создаваемые весом всех конструктивных частей дома – стен, перекрытий, кровли, несущих колонн и т.д. А на грунт давит ещё и вес самого фундамента.
В несложных случаях поможет выполнить расчет веса дома калькулятор, который можно найти на многих строительных сайтах. Но лучше, чтобы этой работой занимался специалист-проектировщик.
Постоянная нагрузка на фундамент складывается из веса следующих конструкций:
Также в расчет нагрузок на фундамент включается его собственный вес.
Временные
Временные нагрузки подразделяются на длительные, кратковременные и особые.
Как рассчитывать нагрузки
Чтобы сделать расчет фундамента по нагрузке, нужно в первую очередь вычислить вес здания. Для этого требуется знать объемы используемых для строительства материалов и их удельный вес. Эти данные можно найти в СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника» и различных строительных справочниках. Ими пользуются проектировщики, собирая нагрузки по всем составляющим элементам конструкции. Например, чтобы вычислить вес деревянного перекрытия, нужно сложить вес балок, верхнего и нижнего настила, утеплителя, напольного покрытия, отделки потолка.
Для упрощения расчетов можно пользоваться усредненными значениями для различных конструкций в целом.
В расчет веса дома полученные значения вводятся не в «чистом» виде, а после умножения на коэффициент надежности по нагрузке. Его берут из СП (свод правил) 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия».
Расчет временных нагрузок
Далее переходят к расчету временных нагрузок, основную часть которых составляют нагрузки на перекрытия от мебели, техники, предметов быта и интерьера, людей, животных. Определить их с достаточной точностью невозможно, поэтому применяют нормативные значения из того же Свода правил. Их можно найти в таблице 8.3, где сказано, что нормативная равномерно распределенная нагрузка на межэтажные перекрытия принимается равной 150 кг/м². Её нужно умножить на площадь перекрытия, чтобы получить полную нагрузку на него.
Чтобы рассчитать вес дома с достаточным запасом надежности, необходимо учесть и временные нагрузки на чердачные перекрытия, так как на них могут храниться различные материалы и находиться люди, занимающиеся ремонтом они равны 70 кг/м².
Далее идут климатические нагрузки – снеговые и ветровые. Снеговые зависят от региона строительства, так как толщина снегового покрова в разных областях сильно отличается. В приложениях к СП 20.13330.2011 есть карта районирования территорий РФ по весу снегового покрова. Всего таких районов 8, и если для первой категории вес снега на 1 кв.м. составляет всего 80 кг, то для восьмой уже 560 кг.
При определении этой нагрузки большое значение имеет и конструктив крыши, её площадь и уклон.
Как в ручной расчет, так и в калькулятор веса дома часто не вводится ветровая нагрузка: для тяжелых капитальных зданий она несущественна и даже может иметь отрицательное значение. Но для легких сооружений с большой парусностью (заборы, беседки) ветровая нагрузка очень важна, так как создает горизонтальное и выдергивающее воздействие.
Пример расчета
Попробуем рассчитать нагрузку на фундамент для одноэтажного бревенчатого дома размером 8х10 м с двухскатной кровлей из профнастила и мансардой. Для упрощения вычислений вес дверей и оконных блоков включим в вес стен.
Вес стен
Для расчета вычисляем периметр всех несущих бревенчатых стен.
При высоте стен 3 м их площадь будет равна 52 х 3 = 156 м².
Фронтоны тоже бревенчатые, их тоже включаем в стены. Площадь двух фронтонов равна:
2 × (8 × 3) : 2 = 24 м².
Общая площадь стен и фронтонов составляет 180 м², а их объем при толщине бревна 0,25 м равен 45 м³.
Находим в таблице удельный вес одного кубометра бревенчатых стен и получаем их вес:
45 × 600 = 27000 кг = 27 т.
Вес крыши
Нагрузка на грунт, передаваемая фундаментом, включает в себя и вес кровельной конструкции. Удельный вес кровли из профнастила с деревянной стропильной системой равен 30 кг/м². Находим площадь каждого ската крыши:
5 × 10 = 50 м².
Итого по двум скатам 100 м².
Постоянная нагрузка от крыши:
100 × 30 = 3000 кг = 3 т.
Вес перекрытия
Учитываем вес перекрытий над 1 этажом и между первым этажом и летней не отапливаемой мансардой. Удельный вес дощатого перекрытия с плотным утеплителем равен 300 кг/м². Общий вес:
8 × 10 × 300 × 2 = 4800 кг = 4,9 т.
Теперь полученные значения можно суммировать и применять к результату коэффициент надежности, который для деревянных конструкций равен 1,1:
(27 + 3+ 4,8) × 1,1 = 38,3 т.
Временные нагрузки
Мы имеем два перекрытия общей площадью 160 м². И нормативную временную нагрузку для жилых зданий 150 кг/м². Перемножаем эти значения и получаем нагрузку от людей, мебели и перегородок 24 т.
Снеговую нагрузку определяют, умножая площадь кровли на нормативный вес снегового покрова и коэффициент уклона.
100 × 320 × 0,7 = 22400 кг = 22,4 т.
Сбор нагрузок
Расчет нагрузки фундамента завершается суммированием всех полученных значений:
38,3 + 24 + 22,4 = 84,7 т.
Такой вес будет воздействовать на основание дома из нашего примера. Однако нужно учитывать, что на те стороны, на которые опирается кровля и балки перекрытий, нагрузка будет больше, чем на остальные.
Коротко о главном
Определение нагрузки на фундамент необходимо для его проектирования. Она складывается из веса здания и таких непостоянных величин, как вес людей и домашней мебели, перегородок и лежащего на крыше снега. Приведенный в статье пример расчета сильно упрощен, такой способ можно применять только для небольших и сравнительно легких домов и второстепенных построек. Во всех остальных случаях нужен проект с более точными расчетами, учитывающими все нюансы строительства и расположения дома.
Помогите рассчитать нагрузку кровли на плиты перекрытия
JohnV 13:53 18.05.2016
SkyFly 14:33 18.05.2016
Да без проблем.
Если всю кровлю на одну плиту не опереть.
—— добавлено через ~2 мин. ——
А стены из чего? Надо бы их проверить в первую очередь.
мимокрок 17:32 18.05.2016
Да, хороший вариант. Главное, как сказали выше, равномерно распределить нагрузку на плиты. Делать небольшой такой лесок из стоек.
JohnV 22:19 18.05.2016
mainevent100 22:34 18.05.2016
Сообщение от JohnV:
Вот прикрепил файл, там перегородки указаны по плитам.
—— добавлено через ~1 мин. ——
Offtop: ну вот почему у всех одинаково? почему люди не учатся на чужих ошибках, а любят ошибаться сами? 🙂
dyr 22:40 18.05.2016
А если лёгкие фермы из металиических прямоугольных труб?
JohnV 22:45 18.05.2016
Второго этажа НЕ будет. Там чердак холодный и все. Это перегородки первого этажа на плитах показаны на рисунке выше.
mainevent100 00:01 19.05.2016
Сообщение от JohnV:
Второго этажа НЕ будет. Там чердак холодный и все
тогда вместо плит можно сделать подстропильные деревянные фермы, на них опирать стропила.
вариант с опиранием на перегородки 1 этажа тоже есть, но тогда это все-таки получаются стены, а не перегородки. если газообетон, то 200 мм могло бы хватить.
stas_org 08:11 19.05.2016
Сообщение от JohnV:
А Что если я перекрою кровлю 12 метровыми плитами перекрытия с нагрузкой 800кг/м2. И на них уже будет опираться конструкция крыши. Выдержат ли плиты?
Не уверен что вы найдете плиты пролетом 12м. с нагрузкой 800 кг/м.кв.
А в целом решение вполне имеет место быть, надо щитнуть)))
С запасом, максимальный момент который может воспринять плита шириной 1.5м. составит (1,5м.х 800кг/м.кв) *12м.^2/8=21.6тм. Это от расчетной схемы загружения.
Дальше нужно найти момент измененной схемы загружения и сравнить их. Тоже самое проделать для поперечной силы.
Константин_Сергеевич 08:46 19.05.2016
Не вводите людей в заблуждение (это относится и к автору темы и к тем кто дает совет)
Автор темы выдайте исходники пожалуйста
в первую очередь, как правильно заметили, толщину и материал несущих стен
второе: хотя бы эскиз вашей крыши (стропила, стойки, состав кровли и т.д.)
третье: снеговой район
ну и в довесок Вы же не собираетесь греть атмосферу? Как чердачное перекрытие утеплено будет?
иваниваныч 11:35 19.05.2016
Сообщение от stas_org:
Не уверен что вы найдете плиты пролетом 12м. с нагрузкой 800 кг/м.кв.
Очень многие заводы выпускают такую длину и под бОльшую нагрузку. Надо только найти ближайший к автору темы. Только высота плит может разниться. Решение давно известное и вполне имеет право на жизнь. Естественно, стены и фундаменты должны нести.
JohnV 12:19 19.05.2016
Фундамент шириной 0,5м,глубиной 1,3м,
цоколь бетонный тоже м150-200
Стены из керамического камня м100, шириной 44см.
г.Белгород.
Самый оптимальный для меня вариант это не перекрывать плитами всё таки этот этаж, а сделать систему кровли по текущим стенам несущим и ненесущим. Я прикрепил картинку на которой видно, какие перегородки по плитам у меня уже есть. Может на них тоже можно будет опереть дерево? Там не совсем по центру идёт несущая стена, но перегородка на ней на этаже будет не во всю длину.
В общем на картинке несущая перегородка зеленого цвета. Перегородки по плитам красного.
Может всё не так уж страшно?
п.с. Перегородки ненесущие будут из керамического блока 25см шириной.
К плитам хочу прибегнуть в последнюю очередь, т.к. очень дорого конечно получится
—— добавлено через ~11 мин. ——
Сообщение от Константин_Сергеевич:
Не вводите людей в заблуждение (это относится и к автору темы и к тем кто дает совет)
Автор темы выдайте исходники пожалуйста
в первую очередь, как правильно заметили, толщину и материал несущих стен
второе: хотя бы эскиз вашей крыши (стропила, стойки, состав кровли и т.д.)
третье: снеговой район
ну и в довесок Вы же не собираетесь греть атмосферу? Как чердачное перекрытие утеплено будет?
Нет у меня эскиза крыши, есть только план помещений) снеговой район — Белгород, как в Москве помоему.. Насчет утепления тоже незнаю, т.к. первый раз..
Я бы готов заплатить деньги за то чтобы сделали эскиз и прочую документацию, НО, сейчас запроектируют мне какую нибудь ферму, что стоимость её с доставкой будет огромна или вообще невозможна. Поэтому я незнаю как правильно поступить..
TNemo 13:03 19.05.2016
1. Сделать деревянную двухскатную крышу с затяжкой, выполняющей так же роль несущего элемента потолка.
2. Выполнить фундаментную ленту под внутренние стены (монолитно соединять с выполненным не обязательно), заменить стены внутренние на полнотелый 250мм, выполнить плиту ЖБ монолитную с пролетом до 8м, можно даже 160мм и на пролете 8м балки организовать, если надо будет по расчету. На плиту опереть крышу.
Второй вариант думаю дешевле. Первый потребует клееной древесины, если длина элементов более 6м.
mainevent100 13:43 19.05.2016
Сообщение от TNemo:
Сделать деревянную двухскатную крышу с затяжкой, выполняющей так же роль несущего элемента потолка.
план кровли видели? тут одной затяжкой без подстропильных конструкций не обойтись.
Сообщение от TNemo:
заменить стены внутренние на полнотелый 250мм
менять стены — это дешевле??
иваниваныч 14:20 19.05.2016
JohnV, для Белгорода утепления кровли достаточно 200 мм минваты IZOVOL, в Белгороде выпускают (можно и 150, но будут больше затраты на отопление), плиты 12 м делают на ЖБК-1. Снеговая нагрузка 180 кг/кв.м. Для того, чтобы советовать что-то без плит — выложите план фундаментов (с указанием ширины подошвы) и подвала (техподполья). В каком состоянии стройка (что уже выполнено)? Вообще, чем больше информации, тем лучше.
Сообщение от JohnV:
Я бы готов заплатить деньги за то чтобы сделали эскиз и прочую документацию, НО, сейчас запроектируют мне какую нибудь ферму, что стоимость её с доставкой будет огромна или вообще невозможна.
Проектировщик для того и нужен, чтобы учитывать интересы Заказчика и не рисовать всякой ерунды.
TNemo 14:55 19.05.2016
Сообщение от mainevent100:
план кровли видели?
нет, а вы?
Сообщение от mainevent100:
менять стены — это дешевле??
менять? нет, добавлять.
Сообщение от mainevent100:
плиты перекрытия над подвалом (если он есть)?
ну эт вряд ли
автор описал фундаменты — лента 500х1300, чего не понятно?
Сообщение от mainevent100:
на эту балку опирать деревянные балки перекрытия
опереть балку на раму окна остроумное решение, одобряю.
mainevent100 15:12 19.05.2016
Сообщение от TNemo:
нет, а вы?
я и подумал, что Вы просто не увидели, не заводитесь
вот он
Сообщение от TNemo:
фундаменты — лента 500х1300, чего не понятно?
лента-то лента, но она как бы не исключает подвала, еще и цоколь есть, но не в этом суть
Сообщение от TNemo:
опереть балку на раму окна остроумное решение, одобряю.
где рама окна?
Сообщение от JohnV:
В общем на картинке несущая перегородка зеленого цвета.
stas_org 15:24 19.05.2016
А нафига, тебе автор, стропильная система. Покрой пустотками, и сделай плоскую кровлю.
dinazavr 16:59 19.05.2016
Сообщение от JohnV:
В общем накосячил я наверное с самого начала, когда начал строить дом без проекта.
Сообщение от JohnV:
Я бы сам попробовал расчитать, но незнаю как распределяется нагрузка по кровле.
Если накосячил на планировке, то где уверенность что то же не случится при расчете конструкций кровли. А абрис кровли на картинке автора поста красными линиями просматривается.
Вариантов устройства чердачного перекрытия и стропильной системы может быть несколько: можно по плитам, можно по фермам (металлическим или деревянным) с подвеской чердачного перекрытия к нижнему поясу, можно балочную клетку (металлическую или деревянную) с опорой на нее подстропильных конструкций. Перекрыть плитами это не только дорожелее по сравнению с др. вариантами. Отказаться от самодеятельности и пригласить хорошего специалиста для решения проблемы.
—— добавлено через ~3 мин. ——
Чердачное перекрытие из плит и дороже и в разы тяжелее чем др. варианты.
JohnV 17:32 19.05.2016
Съездил в одну организацию моего города, которая занимается клееным брусов, фермами и т.д. Сказали сначала проект потом расчет объема дерева. Предлагают фермы изготовить, привезти, смонтировать. Узнать бы хоть объём дерева на стропильную систему. Стоимость за куб у них 25тыс руб.
В общем тыс в 300 обойдётся стропилка из клееных ферм.
А что ещё останется, обрешетка, потолок, утеплитель, материал кровли и всё?
Снеговая и другие виды нагрузок, габариты
Кровельные конструкции с уклоном в пределах 1-11° относятся к плоским и рассчитываются с учетом повышенных требований к надежности, герметичности и изоляционным свойствам.
При простой конфигурации стен и индивидуальном использовании расчет таких крыш при желании выполняется своими силами, после сбора нагрузок и уточнения условий эксплуатации.
Виды нагрузок и расчет
Конструкция воспринимает два основных вида нагрузок: постоянные, включающие собственный вес перекрытия, ограждений и пирога, и временные (снеговая и ветровая нагрузка, вес оборудования, людей и перемещаемых по поверхности объектов). Оба вида учитываются при расчете в комплексе.
В случае стандартной, неэксплуатируемой плоской крыши суммируются:
Непосредственно перед суммированием все собранные нагрузки умножаются на коэф.надежности (см.табл.):
Расчет нагрузок на плоскую крышу усложняется при планировании ее постоянной эксплуатации, а именно – при размещении на ее поверхности:
Так, при размещении на поверхности кровли кафе, ресторанов или мест возможного скопления людей в общей нагрузке прибавляют от 480 кг/м², спортивных или концертных площадок – 360.
Особого внимания требуют крыши, рассчитываемые на интенсивное перемещение транспорта. Помимо сверхвысоких весовых нагрузок (до 25 т/м²) при их проектировании важно исключить или как минимум снизить влияние вибрационных воздействий.
По понятным причинам расчет таких конструкций доверяют профессионалам.
В отличие от крутых скатных конструкций плоские крыши всегда испытывают влияние снеговых нагрузок, без исключений учитываемых при расчете. Точный алгоритм зависит от назначения крыши, но в большинстве случаев пошагово:
Помимо среднего объема выпадаемого снега при расчете данной нагрузки следует учитывать конкретные климатические особенности региона и участка. Особое внимание уделяется влажности и температурным условиям – накапливающий влагу, но не растаявший снег весит в 2-3 раза больше сухого.
При повышенных требованиях к надежности или неблагоприятных климатических условиях полную снеговую нагрузку находят путем сложения кратковременной (Sp) и длительной (Sp*0,7) нагрузки. Итоговое значение для каждой все также умножается на коэф. надежности – 1,4.
Помимо прибавления полной снеговой нагрузки к другим полученное значение используется для проверки прочности и несущих способностей самых слабых элементов плоской крыши. В частности, эта величина учитывается:
Как посчитать габариты крыши?
Расчет начинается с составления чертежа конструкции, учитывающего точные размеры постройки, требования к парапету, уклону и системе водоотвода.
При сравнительно небольшой площади крыша закладывается с одним общим уклоном в одну сторону (в идеале – не выходящую на дорожки, террасы или зоны отдыха и учитывающую влияние сильных постоянных ветров).
На крышах со сложной геометрией стен или большой площадью план разбивается на отдельные участки с треугольной или ромбовидной разуклонкой, отводящей влагу к внутренним узлам водосбора, парапетным воронкам или к тем же наружным сторонам.
Простая форма поверхности исключает потребность в сложных формулах: площадь плоской кровли находится путем умножения ее длины на ширину. При этом длину наклонной части находят по формуле:
Несмотря на небольшую величину последнего пренебрегать им не рекомендуется, допустимая погрешность при расчете габаритов плоской кровли варьируется в пределах ±10 мм, не более.
При проектировании таких конструкций заранее выбирается способ заложения нужного уклона (от 1,5-3° для эксплуатируемых крыш, 3-6° — зеленых, инверсионных и эксплуатируемых).
Облегченные балочные виды, конструкции с основаниями из профнастила или заливаемые на месте бетонные перекрытия могут закладывается с нужным углом на этапе строительства, но при работе с готовыми ж/б основаниями отвод влаги чаще обеспечивает разуклонка. Рекомендуем почитать другие наши статьи об устройстве и монтаже плоской крыши своими руками, а том числе по деревянным балкам и на каркасном доме.
Требуемая высота подъема рассчитывается путем умножения длины ровной горизонтальной части крыши на тангенс угла ее наклона. При необходимости расчета объема раузуклонки (требуемом для получения количества используемых материалов и их веса) используется простая формула:
V = (a∙b1 + a∙(b2 – b1) / 2)∙с, где
Алгоритм расчета пирога и сечения плоских крыш зависит от способа его обустройства (с размещением утепляющей прослойки под, между и поверх основания) и типа (классического или инверсионного, эксплуатируемого или нет).
Число и порядок монтажа слоев выбираются заранее и учитываются при выборе высоты возведения парапета (при наличии, расстояние от наружного слоя до края ограждения не может быть меньше нормативного), определении точной весовой нагрузки от пирога, проектировании систем вентилирования и водоотвода.
Толщину рулонных покрытий, обмазочного слоя или кровельных покрытий указывает производитель, сложить их вместе не составит труда. Основные сложности заключаются при определении числа и толщины каждого слоя, включая дренажные, армирующие, разделительные или пригрузочные. Особое внимание уделяется толщине утепляющей прослойки, обосновываемой теплотехническим расчетом, учитывающим регион строительства и параметры самой теплоизоляции.
Сечение несущего основания подбирается с учетом суммарных весовых нагрузок и проверяется на прочность на изгиб. Особого внимания требуют конструкции с большой площадью, прогибающиеся посередине или в местах накопления снега. При существенных снеговых или других временных нагрузках они требуют дополнительного укрепления или герметизации.
Важно! Помимо суммирования толщины всех прослоек на этом этапе проверяется соответствие их характеристики ожидаемым эксплуатационным нагрузкам.
Сервисы и онлайн-калькуляторы
Большинство популярных строительных онлайн-калькуляторов (stroy-calc.ru, grandline.ru и аналоги) рассчитывают эту конструкцию как односкатную с минимальным уклоном.
Такой подход допустим при заложении облегченных пологих конструкций с балочной системой стропил, но для расчета ж/б перекрытий и пирога эксплуатируемых крыш эти сервисы подходят плохо. В то время как профессиональные программы типа ZVsoft с таким задачами справляются лучше, но в онлайн-режиме они работают редко.
Выбрать схему разуклонки, раскладки утеплителя, рулонных покрытий и крепежей помогают сервисы производителей кровельных материалов для плоских крыш. Примером служат калькуляторы Технониколь nav.tn.ru.
Из видео узнаете, как сделать расчет ветровой нагрузки на плоскую кровлю с помощью онлайн-калькулятора:
В заключение стоит отметить, что при проектировании таких конструкций помимо сбора нагрузок и расчета габаритных размеров (в целом простого и практически исключающего ошибки) следует заранее определится со способом обустройства парапета, участков примыкания к вертикальным конструкциям и узлам водосбора.
При площади крыши более 50 м² в схему вводят дефлекторы для вывода влаги из пирога, в свою очередь нуждающиеся в выборе правильного места установки.
Расчет чердачного перекрытия — как узнать нагрузку и теплотехнические параметры?
Чердачное перекрытие должно возводиться очень крепким, с тем, чтобы удерживать проектную нагрузку и достаточно теплым, чтобы не стать источником холода для жилых помещений дома.
Перед возведением застройщик должен быть уверен, что конструкция в целом соответствует нормативным требованиям СНиП по величине пролета, поперечного сечения балок, шага их укладки, а также тепловым показателям по сопротивлению теплопередаче.
Эти параметры для чердачного перекрытия устанавливаются в процессе выполнения проекта на строительство дома.
Зачем это делать?
Чердак — это техническая или жилая зона, которая завершает строение дома. Чердачные перекрытия бывают нескольких типов балочные и безбалочные, на металлических балках или деревянных, сборно-монолитные и монолитные. Для того чтобы эта конструкция была прочной и не создавала область повышенных потерь тепла в доме ее предварительно рассчитывают на прочность и тепловое сопротивление.
Задача чердачного перекрытия распределить нагрузку от вышерасположенных стен, кровли, мебели и оборудования. Согласно СНиП, минимальная удельная эксплуатационная нагрузка для для техпомещений, установлены 150 кг/м2, а для жилых — 250 кг/м2.
Правильно выполненный расчет поможет выбрать размеры конструкции, чтобы она с запасом могла выдержать все расчетные нагрузки без повреждения основных несущих элементов дома.
Разница температур в жилой и технической зоне должна составлять не более 3°-4°. Для обеспечения этих условий утепляются не только стены и кровля, но и плита перекрытия, чтобы не допустить потерь тепла из жилых помещений.
Перед тем как оформить техническое задание на проектирование дома и чердачных перекрытий, заказчик должен четко понимать, как будет использоваться чердак, постоянно, как жилое помещение или временно, как техэтаж. От этого будет зависеть выбор его тепловой защиты, а также весовая нагрузка, которую используют для проверочных расчетов перекрытий.
Какие именно параметры нужны и почему?
Поскольку для проектирования чердачного перекрытия выполняют два вида расчетов: на сопротивление теплопередаче и прочность, потребуется рассчитать следующие показатели:
Наиболее часто данные конструкции выполняют на деревянных или металлических балках. Самыми прочными считаются монолитные перекрытия, но они не везде могут устанавливаться, например, их нельзя размещать в деревянных и каркасных домах.
Есть ограничения и при использовании монолита в домах, возведенных из легкобетонных блоков. Для них потребуется дополнительное усиление стен в виде армированного железобетонного пояса.
Для того чтобы сравнить разные варианты конструкций чердачных перекрытий, можно принять за основу габариты дома 10х10 м, с жилым отапливаемым чердаком и несущей перегородкой, с пролетом — 5м.
По деревянным балкам
Расчет на прочность начинается со сбора нагрузок на перекрытие, которые бывают постоянные, связанные с весом самой конструкции и временные, вызванные пребыванием людей, единица измерения этого показателя — кг/м2.
Постоянная нагрузка рассчитывается по формуле:
Нормативная нагрузка Х К надежности = Расчетной нагрузке.
Первый показатель берется из справочника, так для многослойного перекрытия расчетная нагрузка будет состоять из суммы удельных нагрузок всех слоев конструкции:
Далее для расчета потребуется составить расчетную схему.
После этого по таблицам СНИП подбирает расчетные характеристики деревянных балок:
После этого по формулам определяют наиболее возможный момент Mmax и поперечную силу Qmax.
По максимальному моменту находят момент сопротивления Wтр и необходимую высоту сечения hтр.
Решающим показателем при подборе габаритов несущей балки является прочность, поэтому наилучший вариант будет сечением 150×200 мм.
Проверяют балочный прогиб:
Определяют наибольший балочный прогиб:
fmax = L•1/250 = 500/250 = 2,0 см.
fбалки = 1.13 см < fmax = 2.0см.
Таким образом сечение 150×200 оптимально для данной конструкции.
Стальные балки рассчитывают согласно требованиям СНиП:
Аналогично, как и при расчете деревянных конструкций, вначале выполняется сбор нагрузок. Для двутавра они делятся на 2 вида: расчетные и нормативные. Первые применяют для проверки металлопрофиля на устойчивость и прочность. Вторые устанавливаются нормами и используются для проверки его на прогиб. Расчетные напряжения устанавливают умножением норматива на К надежности.
Чтобы балка соответствовала нужной прочности находят Wтр.
Выполняя расчет по формулам, получают:
Вначале для монолитной плиты 10×10м, толщиной 200 мм и плотностью 2500 кг/м3 выполняют сбор нагрузок:
- Коэффициент надежности -1,2.
- К надежности -1,3.
По формуле рассчитывают изгибающую нагрузку на плиту, допустимый прогиб и размеры арматурного каркаса. В результате расчета получаем все необходимые характеристики для строительства монолитной плиты чердачного перекрытия:
Теплотехнический расчет чердачного перекрытия должен соответствовать российской нормативной базе по энергосбережению.
В результате расчетов проверяется соответствие многослойного перекрытия санитарно-гигиеническим нормам.
Поиск потерь тепла
Для примера расчета чердачного перекрытия 10×10 м, расположенного в г. Москве из климатических справочников выбирают данные для проведения расчетов:
По ним рассчитывают градусо/сутки отапливаемого периода ГСОП:
По исходным данным определяют тепловое сопротивление многослойного перекрытия:
- Процент влажность в чердачном помещении ϕ — 55%.
- Коэффициент, расположения внешней поверхности к атмосферному воздуху n — 1.
- К теплоотдачи перекрытия (int) — 8.7.
- К теплоотдачи поверхности стен α (ext) — 12.
Далее проверяется соответствие многослойного перекрытия нормам СЭС по тепловой защите. Для этого используют формулы СНиП.
Термосопротивление поверхности перекрытия:
Сопротивление теплопередачи многослойного перекрытия:
Минимально необходимое сопротивление теплопередачи:
Например, для многослойного чердачного перекрытия в составе:
Теплотехнические характеристики принимаются по нормативным таблицам и толщине утеплителя.
На основании расчетных формул получают результаты сопротивления теплопередачи:
Особенности в подсчетах для теплых и холодных чердаков
Чердачные перекрытия для теплых и холодных помещений отличаются между собой по температурному напору. В первом случае он минимальный, а, следовательно, тепловые потери будут стремиться к нулю, а во втором случае – максимальный, что соответственно вызовет рост тепловых потерь.
Для того чтобы обеспечить в доме санитарные требования по температуре внутреннего воздуха, во втором случае потребуется увеличить слой теплозащиты.
Так для вышепредставленного примера теплого чердачного многослойного перекрытия, обеспечить требуемую температуру внутри помещений, можно если установить толщину минваты – 70 мм. В этом случае конструкция сможет обеспечить сопротивление теплопередачи 2,08 м2•С/Вт, что недостаточно будет для холодного чердачного перекрытия.
Согласно расчетам, минимальный слой минваты в холодном чердачном помещении должен быть 150 мм, тогда перекрытие сможет обеспечить сопротивление теплопередачи 3,94 м2•С/Вт, чтобы компенсировать повышенные потери тепловой энергии в нем.
Последствия ошибок в вычислениях
Ошибки в расчетах чердачных перекрытиях приводят к сверхнормативным прогибам балок, промерзанию конструкций у внешних стен, расслоению штукатурки, образованию трещины в местах сопряжения перекрытий со стенками, высокой звукопроводности и максимальным потерям тепла.
Самые опасные ошибки в чердачных перекрытиях, те, что вызывают сверхнормативный прогиб конструкции. В этом случае, из-за перегрузки конструкции она разрушается.
В монолитном перекрытии под воздействием таких нагрузок вначале начинает растрескиваться нижний слой бетона. В этот момент преднапряженные арматурные стержни переходят из стабильной стадии в нестабильную, когда они больше не могут обеспечивать прочность перекрытию.
Прогибы не должны превышать для пролетов свыше 7.5 м — 1/250. При превышающих фактических прогибах станут проявляться дефекты в стенах. В этом случае потребуется выполнить усиление перекрытий.
Чердачное перекрытие — ответственная конструкция, которая завершает строительство дома. Оно может выполняться, как на деревянных или металлических балках, так и монолитным. Перед установкой данной конструкции требуется провести расчеты на прочность и теплостойкость и если они окажутся ниже нормативных требований, проводят дополнительное усиление и утепление перекрытий.
Плиты перекрытий – это несущие конструкции зданий, воспринимающие постоянные и временные нагрузки в пределах одного этажа.
Плиты укладываются в пролёте между вертикальными опорами – стенами, пилонами или колоннами.
Преимущественно работают на изгиб и выполняют роль жёсткого диска, объединяющего отдельные элементы каркаса сооружения в единую геометрически неизменяемую систему.
При расчёте плит перекрытий определяются такие важные параметры, как их толщина, армирование, прогиб и необходимость устройства дополнительных подпирающих элементов (балок или капителей).
Как провести расчет нагрузок на перекрытие, расскажем далее.
Что это такое?
Нагрузки, прикладываемые к перекрытию, представляют собой сочетание внешних сил, действующих на конструктивный элемент, вызывая в нём внутренние усилия. Несущая способность элемента определяется из условия равновесия, достигаемого при приложении нагрузок.
Виды нагрузок на плиты перекрытий по СНиП и СП
Нагрузки на пролётные конструкции определяются, исходя из требований нормативных документов – СНиП 2.01.07-85 и его обновлённой версии – СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия».
В соответствии с пунктами этих нормативов, нагрузки классифицируются на следующие виды:
В зависимости от функционального назначения помещений, величины полезных нагрузок различаются.
В жилом помещении равномерно распределённые по площади временные нагрузки составляют 150 – 200 кгс/м2, а в общественных зданиях, в зависимости от особенностей технологического процесса они составляют уже 250 – 500 кгс/м2.
Расчёт пролетных конструкций
Расчёт пролётных конструкций ведётся по двум группам предельных состояний:
На несущую способность плит перекрытий влияет величины постоянных и полезных нагрузок, толщина элемента, длина пролёта и условия эксплуатации помещения.
