Плоская крыша по деревянным балкам: Плоская кровля на деревянных балках

Содержание

Конструкция плоской кровли по деревянным балкам, как подобрать кровельные материалы, фотопримеры и видео

Содержание статьи:

1. Конструкция плоской кровли: преимущества
2. Конструкция плоских крыш и ее элементы
3. Плоская кровля по деревянным балкам и ее утепление
4. Обустраиваем водосток

Многие представляют плоскую крышу как неотъемлемую часть городской многоэтажки. Однако на самом деле плоская крыша чаще встречается на загородных домах.

Сегодня существует множество строительных материалов и новых технологий. Именно они позволяют возводить частные дома с плоской крышей. При этом климат нашей страны совсем не влияет на будущую постройку.

Конструкция плоской кровли: преимущества

Еще совсем недавно можно было встретить слишком дорогие конструкции и детали для плоской кровли. При этом они не отличались надежностью и обладали низким функционалом. Естественно, это не было плюсом для плоских крыш, а частные застройщики зачастую отказывались от возведения кровли подобного типа.

Но если судить объективно – то из всего многообразия вариантов можно найти наиболее подходящий для себя элемент. Он должен быть самым адекватным и надежным. Это поможет избежать ошибок в будущем.

Исходя из строительной статистики, сегодня возрождается интерес к строениям в духе конструктивизма. Напомним, что это минимум деталей и простота конструкций. В этих условиях, заказчики начинают пересмотр собственных решений – уже в пользу плоской кровли. Отметим, что в Европе конструкция плоского покрытия домов – это своеобразная строительная мода. По их мнению, дома с крышами без скатов выглядит эффектно.

Еще совсем недавно многие потребители негативно относились к плоской крыше. Одни считали это безвкусием, других пугали обильные осадки в виде снега, ну а третьи полагали, что плоская кровля – это слишком затратное решение.

Однако специалисты давно уже выявили множество очевидных преимуществ у строений с такой конструкцией:

  1. Плоская крыша в частном доме чаще всего выступает в роли зеленой зоны отдыха.
  2. Существенная экономия на материалах – связано это с тем, что площадь плоского покрытия меньше площади скатного. Надо отметить, что у них одна и та же архитектурная основа.
  3. Процесс укладки плоской крыши значительно легче, чем скатной. При этом в первом случае вы осуществляете монтаж покрытия под своими ногами, тогда как на скатной кровле – на большой высоте.
  4. Обслуживание плоских крыш – не связано с экстремальными альпинистскими занятиями. Это вполне обыкновенная процедура.

Также стоит отметить, что конструкция плоской крыши предполагает получение дополнительной площади. При этом вы не увеличивайте контур сооружения.

Отметим, что в развитых странах плоские кровли чаще обустраивают в мегаполисах.

Связано это с тем, что все чаще на первый план выходит проблема экологии. В этих условиях популярностью пользуется поднятие элементов садов, парков, огородов и газонов, что называется, «с земли к облакам». Ну и не стоит забывать о том, что если вы хотите обзавестись плоской крышей – ее нужно грамотно смонтировать и подобрать долговечные современные стройматериалы. Читайте также: «Плоская крыша: плюсы и минусы».

Конструкция плоских крыш и ее элементы

Несущее основание – это главное в плоской кровле. В качестве основания выступают железобетонные плиты или металлические листы из профиля. На основание укладывается теплоизоляционный материал. Место его крепления – слой паробарьера. Он в свою очередь должен быть защищен гидроизоляционным слоем.

Все элементы кровельного пирога для плоской кровли обладают одинаковой значимостью. Так, в случае непригодности хотя бы одного из них – вся конструкция придет в упадок. Основа монтажных работ для плоской крыши – комплексный подход. Он связан с тем, что нужно определить тип покрытия, а затем реализовать на практике наилучшее конструктивное решение.

При этом важно учитывать все эксплуатационные и технологические свойства:

  • Огнестойкость;
  • Водонепроницаемость;
  • Простота обслуживания;
  • Трудовые затраты при обустройстве;
  • Эстетические качества.

Совет: Используйте наши строительные калькуляторы онлайн, и вы выполните расчеты строительных материалов или конструкций быстро и точно.

Отдельного внимания заслуживают вопросы о заделке швов и о выборе способов и элементов крепежа. Также необходимо качественно обустроить технологические узлы покрытия: соединения с парапетами и трубами, сливы, углы, надстройки. Наконец, нужно проделать сквозные отверстия. При монтаже плоской кровли, желательно установить комплектующие конструкции из ударопрочных и устойчивых материалов.

Они защитят вашу крышу от повреждений во время эксплуатации (прочитайте также: «Эксплуатируемая кровля»). Кроме того сегодня важно иметь в наличии материалы, стойкие к коррозионным процессам, а также воздействиям UF-лучей, которые потребуются для создания пирога эксплуатируемой кровли. Если исключить хотя бы одну деталь из системы – то могут возникнуть непоправимые последствия.

В зависимости от того, какая у вас гидроизоляция – ее можно как приклеивать, так и закреплять или просто укладывать. Обратите внимание на качество креплений и способ их монтажа. Нужно быть особенно осторожными с материалами, которые уложены к основанию кровли с механическим креплением.

Если проигнорировать все правила укладки кровельного покрытия – то можно столкнуться с нежелательными последствиями:

  • Сильные порывы ветра могут сорвать покрытие для плоской крыши и гидроизоляцию.
  • Основа может потерять свою несущую способность из-за электрохимической коррозии. Это связано с ошибками подбора самореза и профлиста.
  • Может образоваться забитая или замерзшая воронка – крыша заполнится влагой и возникнут протечек.

Состав кровельного «пирога»:

Плоская кровля по деревянным балкам и ее утепление

Несущая плита – это основание плоской кровли. Она изготавливается из монолита, железобетона или металлопрофиля. Верхний слой плиты покрывают пароизолирующим материалом. Он защищает утеплитель от попадания водяного пара. Таким образом, материал не вздувается и сохраняет все свои первоначальные характеристики. Следующий этап – установка теплоизоляции. Ее также покрывают ковром гидроизоляции, чтобы защитить материал от атмосферного воздействия.

Для плоской крыши предусмотрены системы теплоизоляции с одним и двумя слоем, установленная на балки перекрытия из дерева. Сегодня широкое распространение получила двухслойная система. Принцип ее работы: основная функция отводится нижнему слою, имеющему толщину от 70 до 200 мм, учитывая деревянные фермы перекрытия и их размер.
В функцию верхнего слоя (от 30 до 50 мм) входит перераспределение механических нагрузок.

Отметим, что второй слой гораздо прочнее и плотнее, чем первый. Деревянная плоская кровля неслучайно имеет такое распределение – это значительно уменьшает ее вес а, следовательно, и нагрузку на перекрытия.

Требования к утеплителю:

  • Отсутствие теплопроводности и поглощения влаги;
  • Пожаробезопасность.
  • Высокая паропроницаемость.
  • Стойкость к механическим нагрузкам.
  • Высокие характеристики сжатия и отсоединения.

Обустраиваем водосток

Особое значение должно придаваться свободному выходу влажных паров из кровельного покрытия. В этих условиях большая роль отводится вентиляционным аксессуарам. Как известно, внутри здания образуется водяной пар. За счет конвективного процесса и диффузии он поднимается кверху. Встретившись с охлажденным воздухом – он начинает конденсацию в пространстве под кровлей.

Этот процесс особо актуален зимой. При этом он отрицательно сказывается на кровельных элементах – деревянных и металлических. При излишнем скапливании конденсата – потолок покрывается мокрыми пятнами и плесенью. Но это еще не все. Помимо всего прочего, влага накапливается в теплоизоляционном материале и ухудшает его свойства. Это в свою очередь повышает финансовые затраты на отопление комнат загородного дома. Устранить подобные ситуации можно лишь одним способом – нужно вывести влаги наружу дома.

Для выполнения этой задачи предназначены особенные кровельные компоненты – вентилятор для крыши (аэратор). Это своего рода пластиковые (металлические) трубы с различными диаметрами. Их накрывают специальными колпаками, напоминающими зонты. Работа аэратора связана с разницей давлений, которые вызываются потоками воздушных масс. Благодаря своей уникальной конструкции, аэратор выводит пары влаги из-под кровельного покрытия. При этом сама конструкция нисколько не повреждается.

Все виды плоских кровель имеют аэраторы. Последние располагаются равномерно по всей поверхности в самых высоких точках кровельной плоскости. Аэраторы для кровли можно встретить и в местах соединения плит теплоизоляции. Как правило, установка этих элементов происходит параллельно с обустройством кровли. Если этого не сделать – то затраты на вентиляцию могут существенно возрасти.

Комплектующие для устройства плоской кровли представлены в большом количестве. На них влияют кровельные материалы для плоской кровли. Например, на западе чаще всего крыши оснащают устройствами естественного удаления дыма. Это позволяет людям при пожаре без риска для жизни покинуть здание.

  1. Надежность кровли связана и с ее уклоном. Полностью плоские крыши вы нигде не встретите, потому что для отвода воды определенный уклон. Плоские крыши имеют свой процент для такого уклона.

    Так, не рекомендуется обустраивать кровлю, имеющую менее 2-х % уклона. Оптимальный вариант – уклон кровли плоской в 2,5 %. В этом случае конструкция удаляет воду за короткое время. При этом кровельные материалы для плоских крыш находятся в более комфортных условиях функционирования. Также следует отметить, что даже при наличии небольшого дефекта – уклону это не повредит.

  2. Следующий важный кровельный элемент – водосток. Он имеет свой так называемый маршрут и устраняет влагу и снег. Плоские крыши чаще всего оборудуются системой внутреннего водостока. Поверхность кровли содержит специальные водосточные воронки (фитинги), которые эффективно справляются с водой даже в сильный ливень. При этом исключается затопление кровли. Читайте также: «Воронка внутреннего водостока для обустройства плоской крыши».

Особенности устройства плоских крыш, детально на видео:

Расчет по расположению и количеству подобных элементов осуществляется в соответствии с правилами проектирования сооружений. Также нужно учитывать требования строительства по проектированию водостоков и канализаций домов. На количество воронок влияют эксплуатационные условия, архитектура, а также количество осадков. Помимо воронки, имеется специальный фильтр. В его задачу входит защита водостока от попадания инородных частиц. Попавшая в сток вода не замерзает благодаря наличию специальных термических кабелей. Таким образом, использовать водосток можно в любой сезон.

Воду с плоской крыши устраняет наружный водосток. Это связано с тем, что чаще всего работает только на плоских крышах крупных промышленных комплексов. Наружный водосток представлен переливными окнами, которые устанавливают в парапете вместе с ливнеприемниками. Еще один необходимый элемент – саморегулирующиеся термокабели. Он больше подходит для зимы, так как ливнеприемник и переливное окно часто подвергаются обледенению.

При выборе водосточной системы, обратите особое внимание на материал конструкции. Например, изделия из ПВХ (поливинилхлорида) почти не подвергаются обледенению, в отличие от металлических изделий.

Дом с плоской крышей, проекты домов с плоской крышей, дом +с плоской крышей каталог проектов, проекты плоских крыш в Брянске

← Вернуться к списку статей

Если вы живете в северных областях России или даже в средней полосе, где снежная зима довольно распространенное явление — хорошенько подумайте, зачем вам такой геморрой в качестве плоской крыши, возможно стоит обратить свое внимание на более традиционные и надежные конструкции —двускатную крышу, односкатную или вальмовую.

Но вид плоской крыши притягивает своей неизбитостью, минималистическим стилем и воспоминанием летнего отдыха на побережьях Западной Европы.

Устройство плоской крыши

Не смотря на свое название «плоская крыша» — такая крыша все же сооружается под уклоном не более 15 градусов, целесообразно 2-5 градусов. Это делается для того, чтоб осадки покидали кровлю.

Уклон крыши располагают в сторону воронки — воронки могут быть расположены, как по краю парапета, так и в центре крыши, если площадь крыши довольно велика.

Основанием для плоской крыши может быть монолитная железобетонная плита, перекрытия или профнастил по деревянным или ж/б балкам.

Пирог плоской кровли укладывается в такой последовательности — по основанию укладывается пароизоляция, утеплитель, устраивается цементная стяжка под уклоном, гидроизоляция, балласт.

Это классический вариант кровельного пирога плоской крыши, но всем известны случаи протечки, как в многоэтажках, где часто используют плоскую крышу, так и в частных автомобильных гаражах, где через каждые 2-3 года приходится обновлять кровельное покрытие — всем известный рубероид.

Сейчас специалисты возразят мне, что появилось множество современных кровельных гидроизоляционных рулонных материалов — еврорубероид, битумно-полимерные мембраны, жидкая резина, полимочевина и так далее. Конечно же это так, но в наших климатических условиях, когда температурный диапазон очень велик — летом крыша разогревается до 50-60 градусов, зимой остывает до -30 градусов, на морозе покрытие становится хрупким, легко может поломаться особенно если вы вышли на крышу убирать снег. Всевозможные мембраны боятся механических повреждений — где-то наступили, зацепили, порвали — герметичность нарушается. Поэтому следует защищать гидроизоляционный слой в кровельном пироге.

Для особых любителей и ценителей плоской крыши существует более надежное ее устройство — инверсионная кровля.

Что такое инверсионная кровля?

Это устройство кровли, где слой гидроизоляции идет не снаружи, то есть последней, а внутри — то есть защищена слоями утеплителя и внешней отделки.

Такие крыши являются более долговечными и целесообразными.

Последовательность устройства инверсионной крыши

На бетонное основание — плиту или монолит наносится слой стяжки по уклону.

Далее идет слой гидроизоляции. Гидроизоляция из мягких рулонных материалов может использоваться любая — битумная, наплавляемая, битумно-полимерная, ПВХ мембраны.

Далее — слой утеплителя (если требуется). В качестве утеплителя для эксплуатируемой кровли (если вы собираетесь по ней ходить) следует использовать плитный жесткий материал — ЭППС, полиуретан, пеностекло. Так же данные материалы являются влагостойкими, практически с нулевым (или ближе к этому значению) водо-поглощением, поэтому могут послужить дополнительной гидроизоляцией.

Минеральную вату не целесообразно использовать на плоской крыше в качестве утеплителя, так как она очень гигроскопична, а при намокании теряет свои свойства утеплителя.

Если в качестве утеплителя вы решите использовать пеностекло, то между гидроизоляцией и утеплителем следует прокладывать слой геотекстиля, чтоб острые микрочастицы пеностекла не повредили гидроизоляционный слой.

Если вы решите использовать битумную гидроизоляцию и утеплитель ЭППС — тут также следует проложить между ними слой геотекстиля, та как битум разрушает структуру ЭППС.

Далее, после слоя утеплителя следует проложить жесткий, защищающий его слой — например, плоский и укладывать финишный слой декоративной отделки для крыши — плитку на декоративных подставках (ее легко можно разбирать для ремонта).

Так же плоские крыши инверсионного типа делают «зелеными», то есть устраивают на крыше газон — существуют такие технологии.

В общем, плоская крыша имеет место быть, просто как к любому конструктиву, к ее устройству следует подойти не менее ответственно и просчитать все варианты и затраты.

Проекты домов с плоской крышей в Брянске

Запрос на встречу

Проектирование деревянной балки плоской крыши [Расчет конструкции]

Последнее обновление: 30 апреля 2023 г.

Когда дело доходит до строительства прочной плоской крыши, решающее значение имеет правильная конструкция деревянной балки.

Он не только обеспечивает структурную целостность вашего дома или здания, но и придает ему эстетическую привлекательность.

Однако процесс проектирования такой крыши может оказаться непосильным, особенно для тех, кто не имеет опыта проектирования строительных конструкций.

Вот почему мы разбираем основы проектирования деревянных балок плоской крыши.

В этом посте мы шаг за шагом рассмотрим, как рассчитать размеры и спроектировать элементы плоской крыши в соответствии с Еврокодом EN 1995-1-1:2004.

Не будем долго говорить, давайте углубимся в это.

🙋‍♀️ Что такое плоская деревянная крыша?

Плоская деревянная крыша представляет собой структурную кровельную систему, которая, как следует из названия, не имеет уклона или имеет очень небольшой уклон для отвода воды. Вертикальные нагрузки обычно воспринимаются второстепенными балками и передаются на первичные балки, которые поддерживаются колоннами. Ветровые распорки или деревянные доски используются для горизонтальной ветровой распорки и для передачи горизонтальных нагрузок вниз на фундамент.

Как уже упоминалось, существуют разные типы плоских крыш, а это означает, что разные элементы могут быть построены из разных материалов и систем.

Один из примеров плоской крыши можно увидеть на следующем рисунке, где второстепенных деревянных балок проходят между основными балками .

Стальные стержни могут использоваться как для горизонтальной кровли, так и для вертикальной системы крепления . Основные балки поддерживаются деревянными колоннами, которые действуют как поддерживает для основных лучей.

Один из примеров системы плоской крыши

.. и поскольку 3D-модели даже лучше, чем 2D-изображения, здесь также используется 3D-модель.

Мы еще не рассмотрели ветрозащитные системы, как они работают, зачем они нам нужны, но хотели бы вы узнать больше? Позвольте мне знать в комментариях ниже.

Статическая система плоской крыши фактически разделена на 2 или более статических систем , в зависимости от того, рассматриваем ли мы также горизонтальное усиление пластинами или стальными стержнями и должны ли колонны также быть включены в расчет плоской крыши .

Но мы решили рассмотреть горизонтальные связи в другой статье.

Как мы видим на картинке выше, в нашем примере есть первичных и вторичных лучей .

Нагрузки (ветровые, снеговые, живые, мертвые) сначала воспринимаются второстепенными балками (смоделированными как балки — сюрприз😁), а затем передаются на главные балки, что означает, что вертикальные опорные силы второстепенных балок равны применяются в качестве точечных нагрузок на главные балки.

Теперь давайте посмотрим на эти статические системы, потому что слова не так понятны, как изображения.

Статическая система второстепенной балки представляет собой свободно опертую балку .

Статическая система | Вторичный луч | Свободно опертая балка

.. и статическая система внешней главной балки представляет собой неразрезную балку .

Статическая система | Первичный луч | Непрерывный луч

Но как обе двухмерные статические системы теперь связаны друг с другом? Это может сбивать с толку.

Давайте посмотрим на трехмерное изображение крыши.

2D статические системы с 3D контекстом.

Если это все еще немного неясно — оставайтесь с нами — это становится намного яснее, когда мы смотрим на передачу нагрузки.

Поскольку плоская крыша практически не имеет наклона или имеет очень небольшой наклон, и, как мы увидим позже, все нагрузки приложены перпендикулярно балкам.

Следовательно, балки будут действовать только на изгиб. Давайте найдем и применим нагрузки в следующем разделе.

⬇️ Характеристические нагрузки плоской кровли

В этой статье не будут вычисляться нагрузки. Расчет постоянных, временных, ветровых и снеговых нагрузок для плоских крыш мы подробно объясняли в предыдущих статьях.

В случае, если плоская крыша является частью конструкции навеса, Еврокод включает дополнительный раздел, в котором рассчитывается ветровая нагрузка специально для конструкций навеса.

В этом уроке мы предполагаем, что конструкция закрыта (здание) и ветер не может дуть из-под крыши.

Определенные значения нагрузки являются оценками из предыдущих расчетов.

$g_{k}$ 1,08 кН/м2 Характеристическое значение статической нагрузки
$q_{k}$ 1. 0 кН/м2 Характеристическое значение динамической нагрузки
$s_{k}$ 0,8 кН/м2 Нормативное значение снеговой нагрузки

В этом расчете мы сосредоточимся только на внешнем ветровом давлении для площадей 10 м2.

Направление ветра спереди и сбоку 900 91 -(+)0,08 кН/м2 92$.

Но мы делаем это только для того, чтобы вычисления и этот урок были более понятными и легкими для понимания. В «реальности» следует учитывать все ценности.

, так как значение IS почти 0 Вклад ветровой нагрузки в этой области также почти 0,

$w_{k.F}$ -0,7 кН/м2 Характеристическое значение ветровой нагрузки Площадь F
$w_{k.G}$ 900 92 -0,47 кН/м2 Характеристическое значение ветровая нагрузка Площадь G
$w_{k.H}$ -0,27 кН/м2 Характеристическое значение ветровой нагрузки Площадь H
$w_{k. I}$ Нормативное значение ветровой нагрузки Зона I
1,08 кН/м2 * 1,0 м = 1,08 кН/м .
$ g_ {k} $ 1,08 кН/м2 * 1,0 м = 1,08 кН/м
$q_{k}$ 1,0 кН/м2 * 1,0 м = 1,0 кН/м
$s_{k}$ 0,8 кН/м2 * 1,0 м = 0,8 кН/м
$w_{k}$ -0,08 кН/м2 * 1,0 м = -0,08 кН/м
Характеристические линейные нагрузки, приложенные к второстепенной балке.

Как видим, характерные воздействия (нагрузки), приложенные к второстепенной балке, приводят к силам реакции ($W_{k}, S_{k}, Q_{k}, G_{k}$) свободно опертой балки.

Эти силы реакции теперь становятся характеристическими силами (точечными нагрузками) на неразрезную балку (основную балку).

Характеристические точечные нагрузки, приложенные к главной балке.

Также помните❗
В действительности ветровая точечная нагрузка не имеет одинакового значения из-за разных ветровых зон, описанных выше, но и более подробно здесь.

➕ Комбинации нагрузок плоской крыши

К счастью, мы уже написали обширную статью о том, что такое комбинации нагрузок и как мы их используем. Если вам нужно освежить это, вы можете прочитать сообщение в блоге здесь.

Мы решили включить $w_{k.I.}$ = -0,08 кН/м2 в качестве ветровой нагрузки в комбинации нагрузок, так как это ветровая нагрузка, которая применяется к сечению, которое мы рассматриваем, и чтобы расчеты были чистыми.

В принципе, следует учитывать все загружения. Однако, имея немного больше опыта, вы, возможно, сможете исключить некоторые значения.

В современных программах КЭ можно применять несколько значений ветровой нагрузки и автоматически генерировать комбинации нагрузок. Так что компьютер нам очень помогает.

Только имейте в виду, что вы должны учитывать все ветровые нагрузки, но для простоты мы рассматриваем только 1 значение в этой статье😁.

ULS Комбинации нагрузок
LC1 1,35 $ * 1,08 \frac {кН} {м} $
LC2 1,35 $ * 1,08 \ frac {кН}{м} + 1,5 * 1,0 \фрак{кН}{м }$
LC3 $1,35 * 1,08 \frac{кН}{м} + 1,5 * 1,0 \frac{кН}{м} + 0,7 * 1,5 * 0,8 \frac{кН}{м} $
LC4 $1,35 * 1,08 \frac{кН}{м} + 0 * 1,5 * 1,0 \frac{кН}{м} + 1,5 * 0,8 \frac{кН}{м}$
LC5 $1. 35 * 1,08 \frac{кН}{м} + 1,5 * 1,0 \frac{кН}{м} + 0,7 * 1,5 * 0,8 \frac{кН}{м} + 0,6 * 1,5 * (-0,08 \frac{кН}{ м}) 9$0092
LC6 $1,35 * 1,08 \frac{кН}{м} + 0 * 1,5 * 1,0 \frac{кН}{м} + 1,5 * 0,8 \frac{кН}{м} + 0,6 * 1,5 * ( -0,08 \frac{кН}{м}) $
LC7 $1,35 * 1,08 \frac{кН}{м} + 0 * 1,5 * 1,0 \frac{кН}{м} + 0,7 * 1,5 * 0,8 \frac{кН}{м} + 1,5 * (-0,08 \frac{кН}{м}) $
LC8 $1,35 * 1,08 \frac{кН}{м} + 1,5 * 0,8 \frac{кН {м} $
LC9 $1,35 * 1,08 \frac{кН}{м} + 1,5 * (-0,08 \frac{кН}{м}) $
LC10 $1,35 * 1,08 \frac{кН}{м} + 1,5 * 1,0 \frac{кН}{м} + 0,6 * 1,5 * (-0,08 \frac{кН}{м}) $
LC11 $1,35 * 1,08 \frac{кН}{м} + 1,5 * (-0,08 \frac{кН}{м}) + 0,7 * 1,5 * 0,8 \frac{кН}{м} $
LC12 $1,35 * 1,08 \frac{кН}{м} + 1,5 * 2,12 \frac{кН}{м} + 0,6 * 1,5 * (-0,08 \frac{кН}{м})$
Характеристика SLS Комбинации нагрузок 90 090
LC1 $1,08 \frac{кН}{м} $
LC2 $1,08 \frac{кН}{м} + 1,0 \frac{кН}{м}$
LC3 1,08 $ \frac{кН}{м} + 1,0 \frac{кН}{м} + 0,7 * 0,8 \frac{кН}{м}$
LC4 $1,08 \frac{кН}{м} + 1,0 \ frac{кН}{м} + 0,6 * (-0,08 \frac{кН}{м})$
LC5 $1,08 \frac{кН}{м} + 1,0 \frac{кН}{м} + 0,7 * 0,8 \frac{кН}{м} + 0,6 * (-0,08 \frac{кН}{м}) $
LC6 $1,08 \frac{кН}{м} + 0 * 1,0 \frac{кН}{м} + 0,8 \frac{кН}{м} + 0,6 * (-0,08 \frac{кН}{м} }) $
LC7 $1,08 \frac{кН}{м} + 0 * 1,0 \frac{кН}{м} + 0,7 * 0,8 \frac{кН}{м} + (-0,08 \frac{ кН}{м}) $
LC8 $1,08 \frac{кН}{м} + 0,8 \frac{кН}{м}$
LC9 $1,08 \frac{кН {м} + (-0,08 \frac{кН}{м}) $
LC10 $1,08 \frac{кН}{м} + 1,0 \frac{кН}{м} + 0,6 * (-0,08 \frac{кН {м}) $
LC11 $1,08 \frac{кН}{м} + (-0,08 \frac{кН}{м}) + 0,7 * 0,8 \frac{кН}{м} $
LC12 $1,08 \frac{кН}{м} + 0 * 1,0 \frac{кН}{м} + 0,8 \frac{кН}{м}$
LC13 $1,08 \frac{кН}{м} + 0 * 1,0 \frac{кН}{м} + (-0,08 \frac{кН}{м})$

👉 Определение свойств материала древесины

🪵 Материал деревянной балки

Для этого поста/учебника мы выбираем Строительная древесина C24. Дополнительные комментарии о том, какой древесный материал выбрать и где получить свойства, были сделаны здесь. 92}$

⌚ Коэффициент модификации $k_{mod}$

Если вы не знаете, что такое коэффициент модификации $k_{mod}$, мы написали к нему пояснение в предыдущей статье, которое вы можете проверить.

Так как мы хотим, чтобы все было как можно короче, мы не будем повторяться в этой статье — мы только определяем значения $k_{mod}$.

Для жилого дома, который классифицируется как класс эксплуатации 1 в соответствии с EN 1995-1-1 2.3.1.3, мы получаем следующие значения продолжительности нагрузки для различных нагрузок.

Собственная/собственная нагрузка Постоянная
Постоянная нагрузка, снеговая нагрузка Среднесрочная
Ветровая нагрузка 90 092 Мгновенное действие

Из таблицы EN 1995-1-1 3.1 мы получаем значения $k_{mod}$ для длительности нагрузки и конструкционной древесины C24 (твердая древесина).

      $k_{mod}$
Собственный вес/собственный вес Постоянное действие Класс эксплуатации 1 0,6
Постоянная нагрузка, снеговая нагрузка Среднесрочное действие Класс эксплуатации 1 0,8
Ветровая нагрузка Мгновенное действие Класс эксплуатации 1 1.1

🦺 Частный коэффициент для свойств материала $\gamma_{M}$

Согласно EN 1995-1-1 Таблица 2.3 частный коэффициент $\gamma_{M}$ определяется как

$\gamma_{M} = 1.3$

📏 Допущение ширины и высоты балок

Определяем ширину w и высоту h конструкционной древесины C24 второстепенной балки Поперечное сечение как

Wi дт w = 120 мм
Высота h = 240 мм

. . и основная балка как

Ширина w = 160 мм
Высота h = 280 мм

💡 Мы настоятельно рекомендуем делать любые расчеты в программе, где вы всегда можете обновить значения а не руками по бумажке! 94 $

В проекте ULS (предельное предельное состояние) мы проверяем напряжения в деревянных элементах из-за изгиба, сдвига, нормальных усилий и потери устойчивости.

Однако, поскольку все нагрузки перпендикулярны балкам, в балках нет осевой силы и, следовательно, нет потери устойчивости.

Чтобы рассчитать напряжения балок, нам необходимо рассчитать изгибающие моменты и поперечные силы из-за различных нагрузок.

🧮 Расчет изгибающего момента и поперечных усилий

Прежде чем мы начнем что-либо вычислять, нам нужно выбрать наихудшее сочетание нагрузок. В нашем случае это комбинация нагрузок 3, которую мы применяем к свободно опертой балке.

Комбинация нагрузок 3 Комбинация нагрузок 3 | Статическая нагрузка, Временная нагрузка, Снеговая нагрузка | второстепенная балка

Сложение этих линейных нагрузок дает расчетную линейную нагрузку

$p_{d} = 1,35 * 1,08 \frac{кН}{м} + 1,5 * 1,0 \frac{кН}{м} + 1,5 * 0,7 * 0,8 \frac{кН}{м} = 3,8 \frac{кН}{м}$

92}{8} = 11,875 кНм$

Изгибающие моменты | Комбинация нагрузок 3 | второстепенная балка
Комбинация нагрузок 3 – поперечные силы

Как и для изгиба Комбинация нагрузок 3 приводит к наиболее критическому поперечному усилию. Наибольшая сила сдвига в свободно опертой балке находится вблизи двух опор и может быть рассчитана по следующей формуле:

$V_{d} = p_{d} \cdot \frac{l}{2}$

ввод значений в формулу приводит к макс. поперечная сила

94} \cdot \frac{0,24м}{2} = 10,31 МПа$

Прочность материала древесины:

$ f_{d} = k_{mod} \cdot \frac{f_{k}}{\ gamma_{m}} $

LC3 (M-действие) $k_{mod.M} \cdot \frac{f_{m.k}}{\gamma_{m}} $ $0,8 \cdot \ frac{24 МПа}{1,3} $ $ 14,77 МПа $
Применение согласно EN 1995-1-1 (6.11)

$\eta = \frac{\sigma_{m}}{f_{m.d }} = 0,70 < 1,0$

👨‍🏫 Проверка на сдвиг

От макс. поперечная сила (средняя опора: 9,5 кН ) мы можем рассчитать касательное напряжение в наиболее критическом поперечном сечении.

Напряжение сдвига:

$\tau_{d} = \frac{3V}{2 \cdot w \cdot h} =  \frac{3 \cdot 9,5 кН}{2 \cdot 0,12 м \cdot 0,24 м} = 0,495 МПа$

Прочность материала древесины:

$ f_{v} = k_{mod. M} \cdot \frac{f_{v}}{\gamma_{m}} $

$ f_{v } = 0,8 \cdot \frac{4 МПа}{1,3} = 2,46 МПа$

Применение согласно EN 1995-1-1 (6.13)

$\eta = \frac{\tau_{v}}{f_{v}} = 0,2 < 1,0$

Мы также более подробно обсуждали конструкцию SLS в предыдущем статья. В этом посте мы не слишком много объясняем, а скорее показываем расчеты и их результаты😊

🖋️ Мгновенная деформация $u_{inst}$

$u_{inst}$ (мгновенная деформация) нашей балки может быть рассчитана с нагрузкой характеристической комбинации нагрузки SLS .

Что касается изгибающих моментов и поперечных сил, то комбинация нагрузок 3 является наиболее критической. Комбинация нагрузок 3 в SLS применяет следующие нагрузки к свободно опертой балке.

SLS Комбинация нагрузок 3 | Статическая нагрузка, Временная нагрузка, Снеговая нагрузка | второстепенная балка

Суммирование этих линейных нагрузок приводит к характеристической линейной нагрузке SLS

$p_{k} = 1,08 \frac{кН}{м} + 1,0 \frac{кН}{м} + 0,7 * 0,8 \frac{ кН}{м} = 2,64 \frac{кН}{м}$

Прогиб свободно опертой балки рассчитывается по следующей формуле:

$u_{inst} = \frac{5}{384} \cdot p_{k} \cdot \frac{l^4}{E_{0. g.mean} \cdot I_{y}}$ 9{4}} $

$u_{inst}$ = 14,13 мм

Limit

EN 1995-1-1 Таблица 7.2 рекомендует значения для $w_{inst}, w_{net.fin}$ и $w_ {fin}$, который не должен превышаться для свободно опертой балки .

$w_{inst}$ $w_{net.fin}$ $w_{fin}$
$L/300$ до $L/500$ 9009 2 $L/250 $ до $L/350 $ $L/150$ до $L/300 $

При длине балки (пролете) L=5м мы получаем следующие значения.

90 091 от 20 мм до 14,3 мм
$w_{inst}$ $w_{net.fin}$ $w_{fin}$
16,67–10 мм от 33,3 мм до 16,67 мм
Использование

$\eta = \frac{u_{inst}}{w_{inst}} =  \frac{14.13mm}{16.67mm} = 0.85 < 1$

🏇 Конечная деформация $u_{ fin}$

$u_{fin}$ (конечную деформацию) нашей балки можно рассчитать, добавив деформацию ползучести $u_{creep}$ к мгновенному отклонению $u_{inst}$ .

Поэтому рассчитаем деформацию ползучести. Этот урок уже очень длинный, поэтому мы не будем показывать все шаги, а вместо этого сэкономим место и запишем только результат.

Но не волнуйтесь, в этой статье мы объяснили, как рассчитать деформацию ползучести. Дайте мне знать в комментариях ниже, если у вас возникли проблемы с расчетом деформации ползучести.

Деформация ползучести LC3 рассчитывается как

$u_{ползучесть}$ = 3,98 мм

Добавление ползучести к мгновенному отклонению приводит к окончательному отклонению.

$u_{fin} = u_{inst} + u_{creep} = 14,13 мм + 3,98 мм= 18,11 мм$

Предельное значение $u_{fin}$ согласно EN 1995-1-1 Таблица 7.2

$w_{fin}$ = l/150 = 5,0 м/150 = 33,33 мм

Использование

$\eta = \frac{u_{fin}}{w_{fin}} =  \frac{18,11 мм}{ 33,33 мм} = 0,54$

Теперь, когда вторичная балка проверена и размеры поперечного сечения найдены, мы можем пойти дальше и применить опорные силы второстепенной балки к первичной балке.

Давайте сделаем это в следующем разделе.

Во-первых, давайте рассчитаем опорные силы второстепенной балки из-за различных характеристических нагрузок, чтобы затем мы могли применить их к второстепенной балке.

Характеристические нагрузки, приложенные к второстепенной балке, для определения опорных сил.

Опорные силы рассчитываются как }$ 2,5 кН $S_{k}$ 2,0 кН $W_{k}$ -0,2 кН ​​

Чтобы рассчитать напряжения балок, нам нужно рассчитать изгибающие моменты и силы сдвига из-за различных нагрузок или ведущей комбинации нагрузок, чтобы быть более точным.

🧮 Расчет изгибающего момента и поперечных сил

Что касается второстепенной балки, то комбинация нагрузок 3 также является наиболее критической для основной балки.

Комбинация нагрузок 3

Комбинация нагрузок 3 | Статическая нагрузка, Временная нагрузка, Снеговая нагрузка | первичная балка

Теперь можно рассчитать изгибающие моменты и силы либо путем приближенного преобразования точечных нагрузок в линейную нагрузку и определения изгибающего момента с помощью таблиц для неразрезных балок, либо с помощью программы балки/КЭ.

Комбинация нагрузок 3 – Изгибающие моменты

Наибольший изгибающий момент в неразрезной балке определяется в средней опоре по программе балки как

$M_{d} = 28,08 кНм$

Изгибающие моменты | Комбинация нагрузок 3 | основная балка

Комбинация нагрузок 3 – Силы сдвига

Наибольшая сила сдвига в неразрезной балке находится в средней опоре с помощью программы балки как

$V_{d} = 24,6 кН$

Силы сдвига | Комбинация нагрузок 3 | главная балка

🔎 Проверка на изгиб

От макс. изгибающий момент в средней опоре ( 28,06 кНм ) можно рассчитать напряжение в наиболее критическом сечении как 94} \cdot \frac{0,28m}{2} = 13,42 МПа$

LC3 (М-воздействие) $k_{mod.M} \cdot \frac{f_{m.k}}{\gamma_ {м}} $ $0,8 \cdot \frac{24 МПа}{1,3} $ $14,77 МПа $
Применение согласно EN 1995-1-1 (6.
11)

$\эта = \фракция {\sigma_{m}}{f_{m.d}} = 0,91 < 1,0$

👨‍🏫 Проверка на сдвиг

От макс. поперечная сила (средняя опора: 24,6 кН ) мы можем рассчитать касательное напряжение в наиболее критическом поперечном сечении.

Напряжение сдвига:

$\tau_{d} = \frac{3V}{2 \cdot w \cdot h} =  \frac{3 \cdot 24,6 кН}{2 \cdot 0,16 м \cdot 0,28 м} = 0,824 МПа$

Прочность материала древесины:

$ f_{v} = 0,8 \cdot \frac{4 МПа}{1,3} = 2,46 МПа$

Применение согласно EN 1995-1-1 (6.13)

$\eta = \frac{\tau_{v}}{f_{v}} = 0,34 < 1,0$

🖋️ Мгновенная деформация $u_{inst}$

По изгибающим моментам и поперечным силам Комбинация нагрузок 3 является наиболее критичным. Комбинация нагрузок 3 в SLS применяет следующие нагрузки к свободно опертой балке.

SLS Комбинация нагрузок 3 | Статическая нагрузка, Временная нагрузка, Снеговая нагрузка | основная балка

Что касается сил, то мы рассчитываем отклонение с помощью программы балки. Мгновенная деформация равна

$u_{inst} = 7,7 мм$

Предел

EN 1995-1-1 Таблица 7.2 рекомендует значения для $w_{inst}, w_{net.fin}$ и $w_{fin}$, которое не должно превышаться для свободно опертой балки .

Так как у нас есть неразрезная балка, но стандарт рекомендует значения только для свободно опертых балок, мы также используем эти значения в этом руководстве.

$w_{inst}$ $w_{net.fin}$ $w_{fin}$
$L/300$ до $L/500$ 9009 2 $L/250 от $ до $L/350 $ от $L/150$ до $L/300 $

При длине балки (пролете) L=5м мы получаем следующие значения.

$w_{inst}$ $w_{net.fin}$ $w_{fin}$
от 16,67 мм до 10 мм от 20 мм до 14,3 мм от 33,3 мм до 16,67 мм
Использование

$\eta = \frac{u_{inst}}{w_{inst}} =  \frac{7,7 мм}{16,67 мм} = 0,46 < 1$

🏇 Конечная деформация $u_{fin}$

Деформация ползучести LC3 равна

$u_{ползучесть}$ = 2,16 мм

Добавление ползучести к мгновенному прогибу приводит к конечному прогибу.

$u_{fin} = u_{inst} + u_{ползучесть} = 7,7 мм + 2,16 мм= 9,86 мм$

Предельное значение $u_{fin}$ согласно EN 1995-1-1 Таблица 7.2

$w_{fin}$ = l/150 = 5,0 м/150 = 33,33 мм

Использование

$\eta = \frac{u_{fin}}{w_{fin}} =  \frac{9,86mm}{ 33,33 мм} = 0,30$

🤝 Заключение

Теперь, когда основные и второстепенные балки проверены на изгиб, сдвиг и прогиб, мы наконец можем сказать, что высота и ширина поперечного сечения проверены — проверка.✔️

Следующим элементом, который должен определить инженер-строитель, являются деревянные колонны.

Если вас интересует конструкция других деревянных крыш, ознакомьтесь с другими нашими руководствами:

  • Деревянный прогон для крыши
  • Крыша с деревянными фермами
  • Крыша с деревянным воротником
  • Деревянная стропильная крыша

А теперь мне любопытно услышать от вас: Какая ваша любимая кровельная система? Какой план плоской крыши вы уже использовали в проекте?

Дайте мне знать в комментариях✍️

❓ Часто задаваемые вопросы о ферме Howe

Каково основное назначение деревянной балки для плоской крыши?

Основное назначение деревянной балки для плоской крыши — обеспечение несущей конструкции крыши. Балки передают вес крыши и другие нагрузки, такие как ветер, снег и динамическая нагрузка, на несущие стены или колонны конструкции/здания.

Почему важна правильная конструкция деревянной балки плоской крыши?

A Правильная конструкция балок обеспечивает структурную безопасность плоской крыши и защищает ее от возможного обрушения.

Стропила какого размера для плоской крыши? (Руководство для начинающих)

Крыша дома является жизненно важной частью конструкции здания . Одной из частей конструкции крыши являются стропила.

Стропила помогают стабилизировать крышу, неся дополнительный вес. Этот дополнительный вес может быть результатом кровельных покрытий, таких как оболочка , и элементов окружающей среды, таких как снег.

Вес также может быть от кровельщиков, других инженеров, работающих на крыше, и их оборудования. По этой причине размеры стропил варьируются от одного типа крыши на другой.

Размер стропил для плоских крыш отличается от размеров стропил для скатных крыш. Разница в размерах зависит как минимум от трех различных факторов. Эти факторы включают в себя пролет здания и вид древесины, используемой для изготовления стропил. Еще одним определяющим фактором является нагрузка, которую несет крыша во время и после строительства.

Содержание

Стропила какого размера следует использовать для плоской крыши?

Существует четыре основных размера стропил: 2×4, 2×6, 2×10 и 2×12. Знание размера стропил, подходящих для вашей плоской крыши, зависит от определенных факторов.

Эти факторы включают пролет здания , сорт древесины, из которой изготовлены стропила, и нагрузку, которую несет крыша.

№1.

Пролет здания

Промышленный стандарт для пролета стропил крыши имеет четыре размера: 12, 16, 19,2 и 24 дюйма, соответственно.

Однако инженеры-кровельщики могут корректировать эти размеры по своему усмотрению.

Учитывая факторы, определяющие размер стропил, чаще всего используются стропила размером 16 или 24 дюйма.

Для этих пролетов крыши подходят стропила любого размера. Однако стоит обратить внимание на породу дерева.

Например, размер 12-дюймового стропила 2×4 из южной сосны составляет 10 футов и 4 дюйма, а его аналог из красного дерева — 9 футов и 4 дюйма.

#2.

Нагрузка

Что касается крыш, существует два основных типа нагрузок – живые и стационарные грузы. Живая нагрузка относится к подвижным нагрузкам; то есть груз не является стационарным и меняет положение на крыше.

Примерами такой нагрузки являются человеческий вес и другое оборудование. Американское общество инженеров-строителей (ASCE) рекомендует, чтобы расчетное значение динамической нагрузки превышало фактическое значение .

Это фактическое значение относится ко всему ожидаемому весу на протяжении всего срока службы крыши. Живая нагрузка может варьироваться от 10 фунтов на квадратный футов до 70 фунтов на квадратный фут.

С другой стороны, статическая нагрузка относится к весу, который остается неизменным в течение длительного периода времени.

Этот вес относится к потолкам, полу, лестницам, колоннам и стенам. Кроме того, такое оборудование, как лифты и сантехника, может увеличивать собственный вес.

Постоянная нагрузка также включает нагрузку, вызванную ветром или снегом. Нагрузка на крышу измеряется в фунтах на квадратный фут (PSF).

#3.

Тип и сорт древесины

Древесина получается из различных пород древесины, , которые включают красное дерево, ель, белое дерево , пихту Дугласа и другие виды хвойных пород.

Класс прочности для каждого вида: общая структура или специальная структура. Акронимы для этих классов — GS и SS.

Порода и сорт древесины являются двумя основными факторами при группировке древесины по соответствующим классам.

Существует около 12 различных классов древесины, и перед номером всегда стоит буква С.

Распространенными классами, даже для плоских крыш, являются C16 и C24 . Они распространены, потому что они больше подходят для перевозки грузов разного веса.

Обычно во избежание путаницы лучше ссылаться на строительные нормы и правила, относящиеся к вашему географическому району.

Как рассчитать стропила на плоской крыше?

Вы должны вернуться к основам теоремы Пифагора для расчета шага или длины стропил.

Шаг относится к уклону крыши от вершины крыши до ближайшей стены. Этот уклон присутствует и в плоских крышах; однако степень значительно ниже, чем в обычных крышах.

Существует три способа определения длины стропил, как показано в таблице ниже.

Метод определения длины стропила Формула
Пифагор теорема длина 2 = рост 2 + Длина 2
Процентное соотношение Длина = подъем/ход
Угол (в градусах) Длина = tan ( угол) = подъем/спуск

расстояние по горизонтали от средней балки до здания. Между тем, подъем — это расстояние по вертикали от пика крыши до основания крыши.

Обычно длина стропила представлена ​​в виде высоты и отношения длины стропила. Плоские крыши имеют минимальную длину ½:12 и максимальную 2:12.

Плоские крыши имеют минимальную длину стропил 4,2% и максимальную 16,7%.

В качестве альтернативы вы можете использовать калькулятор стропил крыши , если вы не хотите испытывать стресс при расчетах. Эти калькуляторы требуют, чтобы вы вводили значение подъема и спуска крыши.

Как далеко могут пролетать стропила 2×8 на плоской крыше?

Длина пролета стропил на плоской крыше зависит от размера стропил и расстояние от центра.

Например, в приведенной ниже таблице указано, на какую длину может пролетать стропило размером 2×8 при различных межосевых расстояниях. 12 дюймы 21 фут 7 дюймов 16 дюймов 19 футов 6 дюймов 24 дюйма 18 футов 6 дюймов

Эти измерения зависят от типа нагрузки (фунт на квадратный фут), а также типа и класса древесины.

Как далеко может пролетать плоская крыша без поддержки?

Чтобы узнать, на какую высоту может простираться плоская крыша без поддержки, необходимо учитывать различные размеры стропил. Другим фактором, который следует учитывать, является тип древесины, используемой для стропила.

На расстоянии 12, 16 и 24 дюймов от центра стропила 2×6 размера имеют три различных размера.

Эти размеры пролетов плоской крыши составляют 16 футов 5 дюймов, 14 футов 8 дюймов и 12 футов 8 дюймов соответственно.

Для стропила 2×10 с одинаковым межосевым расстоянием размеры меняются на 27 футов 6 дюймов, 24 фута 8 дюймов и 21 фут 3 дюйма.

Однако стропила 2×12 имеют более высокие значения. При том же межцентровом расстоянии значения пролета составляют 33 фута 5 дюймов, 30 футов 0 дюймов и 25 футов 10 дюймов соответственно.

Из этих значений можно сделать вывод об одном. Этот факт , что крыша Значения пролета увеличиваются вместе с размером стропила и расстоянием от центра.

Хотя скорость этого увеличения не одинакова для обоих факторов. Другие факторы, такие как тип и сорт древесины и нагрузка. Все значения, приведенные выше, относятся к южной сосне высшего качества.

Какой размер древесины мне нужен для плоской крыши?

Деревянный брус, подходящий для плоской крыши, имеет толщину не менее двух дюймов и глубину от 4 до 14 дюймов .

Древесина такой толщины, как 2×14, 2×12 и 2×10 , подходит для большего количества пролетов стропил.

Благодаря своим размерам они могут выдержать свой вес. Брус размером 2х6 и 2х8 используется и в гораздо меньших пролетах.

Важно помнить, что размер бруса также зависит от породы дерева. Предпочтительными породами древесины для стропил крыши являются мягкие породы дерева.

LEAVE A REPLY

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *