Berechnung des Designs eines Metalldachs. Rechner zur Auswahl von Profilrohren für ein Vordach

Die Berechnung von Metallkonstruktionen ist für viele Bauherren zu einem Stolperstein geworden. Am Beispiel der einfachsten Traversen für eine Straßenüberdachung verraten wir Ihnen, wie Sie die Belastungen richtig berechnen und teilen auf einfache Weise Selbstmontage ohne den Einsatz teurer Geräte.

Allgemeine Berechnungsmethodik

Traversen werden dort eingesetzt, wo die Verwendung eines massiven tragenden Balkens unpraktisch ist. Diese Strukturen zeichnen sich durch eine geringere räumliche Dichte bei gleichzeitiger Beibehaltung der Stabilität aus, um Stöße ohne Verformung zu absorbieren richtigen Ort Details.

Konstruktiv besteht das Fachwerk aus einem Außengurt und Füllelementen. Die Funktionsweise eines solchen Gitters ist im Wesentlichen recht einfach: Da jedes horizontale (bedingt) Element aufgrund seines nicht ausreichend großen Querschnitts der vollen Belastung nicht standhalten kann, liegen in einem solchen Gitter zwei Elemente auf der Achse des Haupteinflusses (Schwerkraft). so, dass der Abstand zwischen ihnen einen ausreichend großen Querschnitt der gesamten Struktur gewährleistet. Eine noch einfachere Erklärung lautet: Unter dem Gesichtspunkt der Lastaufnahme wird das Fachwerk so behandelt, als ob es aus Vollmaterial gefertigt wäre, während die Füllung nur aufgrund des berechneten aufgebrachten Gewichts für ausreichende Festigkeit sorgt.

Aufbau eines Fachwerks aus Profilrohr: 1 - Untergurt; 2 - Zahnspangen; 3 - Gestelle; 4 - Seitengürtel; 5 - Obergürtel

Dieser Ansatz ist äußerst einfach und reicht für den Bau einfacher Metallkonstruktionen oft mehr als aus, allerdings fällt der Materialverbrauch in einer Überschlagsrechnung als äußerst hoch aus. Eine detailliertere Betrachtung der aktuellen Einflüsse hilft, den Metallverbrauch um das Zweifache oder mehr zu reduzieren; dieser Ansatz wird für unsere Aufgabe – ein leichtes und ziemlich steifes Fachwerk zu entwerfen und es dann zusammenzubauen – am nützlichsten sein.

Die Hauptprofile der Sparren für ein Vordach: 1 - trapezförmig; 2 - mit parallelen Riemen; 3 - dreieckig; 4 - gewölbt

Sie sollten damit beginnen, die Gesamtkonfiguration der Farm zu bestimmen. Es hat normalerweise ein dreieckiges oder trapezförmiges Profil. Das untere Element des Gürtels wird hauptsächlich horizontal platziert, das obere ist geneigt, um die richtige Neigung des Dachsystems zu gewährleisten. Der Querschnitt und die Stärke der Gurtelemente sollten möglichst so gewählt werden, dass die Struktur ihr Eigengewicht mit dem vorhandenen Tragsystem tragen kann. Als nächstes werden vertikale Brücken und schräge Verbindungen in beliebiger Anzahl hinzugefügt. Die Struktur muss auf einer Skizze dargestellt werden, um die Mechanik der Interaktion zu veranschaulichen und die tatsächlichen Abmessungen aller Elemente anzugeben. Als nächstes kommt Ihre Majestät Physik ins Spiel.

Bestimmung kombinierter Einflüsse und Unterstützungsreaktionen

Aus dem Statikteil des Schulmechanikkurses werden wir zwei Schlüsselgleichungen übernehmen: das Gleichgewicht von Kräften und Momenten. Wir werden sie verwenden, um die Reaktion der Stützen zu berechnen, auf denen der Balken platziert ist. Zur Vereinfachung der Berechnungen gehen wir davon aus, dass die Stützen gelenkig sind, also keine starren Verbindungen (Einbettungen) am Kontaktpunkt mit dem Balken aufweisen.

Beispiel Metallfachwerk: 1 - Bauernhof; 2 - Ummantelungsbalken; 3 - Dacheindeckung

Auf der Skizze müssen Sie zunächst die Neigung der Dacheindeckung markieren, da an diesen Stellen die Konzentrationspunkte der einwirkenden Last liegen sollen. Normalerweise befinden sich die Konvergenzknoten der Streben an den Angriffspunkten der Last, was die Berechnung der Last erleichtert. Wenn man das Gesamtgewicht des Daches und die Anzahl der Sparren im Vordach kennt, ist es nicht schwer, die Belastung eines Sparrens zu berechnen, und der Gleichmäßigkeitsfaktor der Abdeckung bestimmt, ob die an den Konzentrationspunkten wirkenden Kräfte gleich oder unterschiedlich sind. Letzteres ist übrigens möglich, wenn in einem bestimmten Teil der Überdachung ein Abdeckmaterial durch ein anderes ersetzt wird, eine Durchgangsleiter vorhanden ist oder beispielsweise ein Bereich mit ungleichmäßig verteilter Schneelast vorhanden ist. Außerdem ist die Wirkung auf verschiedene Punkte des Fachwerks ungleichmäßig, wenn sein oberer Balken eine Rundung aufweist. In diesem Fall müssen die Angriffspunkte der Kraft durch Segmente verbunden werden und der Bogen sollte als gestrichelte Linie betrachtet werden.

Wenn auf der Skizze des Fachwerks alle wirksamen Kräfte angegeben sind, berechnen wir die Reaktion der Stütze. In Bezug auf jeden von ihnen kann der Bauernhof als nichts anderes als ein Hebel mit der entsprechenden Summe von Einflüssen auf ihn dargestellt werden. Um das Kraftmoment am Drehpunkt zu berechnen, müssen Sie die Last an jedem Punkt in Kilogramm mit der Länge des Angriffsarms dieser Last in Metern multiplizieren. Die erste Gleichung besagt, dass die Summe der Einflüsse an jedem Punkt gleich der Stützreaktion ist:

• 200 1,5 + 200 3 + 200 4,5 + 100 6 = R 2 6 - Gleichgewichtsgleichung der Momente um den Knoten A, wobei 6 m die Länge des Arms ist)
• R 2 = (200 1,5 + 200 3 + 200 4,5 + 100 6) / 6 = 400 kg

Die zweite Gleichung bestimmt das Gleichgewicht: Die Summe der Reaktionen der beiden Träger entspricht genau dem aufgebrachten Gewicht, d. h. wenn Sie die Reaktion eines Trägers kennen, können Sie leicht den Wert für den anderen ermitteln:

• R 1 + R 2 = 100 + 200 + 200 + 200 + 100
• R1 = 800 - 400 = 400 kg

Aber täuschen Sie sich nicht: Auch hier gilt die Hebelwirkungsregel. Wenn das Fachwerk also deutlich über eine der Stützen hinausragt, ist die Belastung an dieser Stelle im Verhältnis zum Abstandsunterschied vom Massenschwerpunkt zum Mittelpunkt höher unterstützt.

Differentialberechnung von Kräften

Gehen wir vom Allgemeinen zum Besonderen über: Jetzt ist es notwendig, den quantitativen Wert der Kräfte zu ermitteln, die auf jedes Element des Bauernhofs einwirken. Dazu führen wir jedes Bandsegment und jede Fülleinlage in einer Liste auf und betrachten sie dann jeweils als ausgewogenes Flachsystem.

Zur Vereinfachung der Berechnung kann jeder Verbindungsknoten des Fachwerks in Form eines Vektordiagramms dargestellt werden, wobei die Einflussvektoren entlang der Längsachsen der Elemente liegen. Für die Berechnungen benötigen Sie lediglich die Kenntnis der Länge der am Knoten zusammenlaufenden Segmente und der Winkel zwischen ihnen.

Sie müssen mit dem Knoten beginnen, für den bei der Berechnung der Stützreaktion die maximal mögliche Anzahl bekannter Werte ermittelt wurde. Beginnen wir mit dem Extrem vertikales Element: Die Gleichgewichtsgleichung dafür besagt, dass die Summe der Vektoren der konvergierenden Lasten gleich Null ist, dementsprechend ist die Gegenwirkung zur entlang der vertikalen Achse wirkenden Schwerkraft äquivalent zur Reaktion des Trägers, gleich groß, aber entgegengesetzt in Zeichen. Beachten Sie, dass der erhaltene Wert nur einen Teil der gesamten Stützreaktion für einen bestimmten Knoten darstellt; der Rest der Last fällt auf die horizontalen Teile des Riemens.

Knoten B

• -100 + S 1 = 0
• S 1 = 100 kg

Als nächstes gehen wir zum untersten Eckknoten über, wo die vertikalen und horizontalen Segmente des Gürtels sowie die geneigte Strebe zusammenlaufen. Die auf das vertikale Segment wirkende Kraft wurde im vorherigen Absatz berechnet – das ist das Druckgewicht und die Reaktion der Stütze. Die auf ein geneigtes Element wirkende Kraft wird aus der Projektion der Achse dieses Elements auf die vertikale Achse berechnet: Wir subtrahieren die Wirkung der Schwerkraft von der Reaktion des Trägers und dividieren dann das „Netto“-Ergebnis durch den Sinus des Winkels bei wobei die Strebe zur Horizontalen geneigt ist. Die Belastung eines horizontalen Elements wird ebenfalls durch Projektion ermittelt, jedoch auf der horizontalen Achse. Wir multiplizieren die soeben ermittelte Belastung des geneigten Elements mit dem Neigungswinkel der Strebe und erhalten den Wert des Aufpralls auf das äußerste horizontale Segment des Riemens.

Knoten A

• -100 + 400 - sin(33,69) S 3 = 0 - Gleichgewichtsgleichung für die Achse bei
• S 3 = 300 / sin(33,69) = 540,83 kg - Stab 3 komprimiert
• -S 3 cos(33,69) + S 4 = 0 - Gleichgewichtsgleichung für die Achse X
• S 4 = 540,83 cos(33,69) = 450 kg - Stab 4 gestreckt

Wenn man sich also nacheinander von Knoten zu Knoten bewegt, ist es notwendig, die in jedem von ihnen wirkenden Kräfte zu berechnen. Bitte beachten Sie, dass gegenläufige Einflussvektoren den Stab stauchen und umgekehrt – strecken, wenn sie entgegengesetzt zueinander gerichtet sind.

Definition des Abschnitts von Elementen

Wenn alle wirksamen Lasten für das Fachwerk bekannt sind, ist es an der Zeit, den Querschnitt der Elemente zu bestimmen. Es muss nicht für alle Teile gleich sein: Der Gürtel wird traditionell aus Rollenprodukten mit einem größeren Querschnitt als die Füllteile hergestellt. Dies gewährleistet einen Sicherheitsspielraum für die Konstruktion.

Wo: F tr ist die Querschnittsfläche des gestreckten Teils; N- Aufwand von Bemessungslasten; Ry γ s

Wenn bei Bruchlasten für Stahlteile alles relativ einfach ist, erfolgt die Berechnung der Druckstäbe nicht aus Festigkeitsgründen, sondern aus Stabilitätsgründen, da das Endergebnis quantitativ geringer ist und dementsprechend als kritischer Wert gilt. Sie können es mit einem Online-Rechner berechnen oder manuell durchführen, nachdem Sie zuvor den Längenreduzierungskoeffizienten ermittelt haben, der bestimmt, über welchen Teil der Gesamtlänge sich der Stab biegen kann. Dieser Koeffizient hängt von der Art der Befestigung der Stabkanten ab: Beim Endschweißen beträgt er Eins und bei Vorhandensein „idealerweise“ starrer Zwickel kann er sich 0,5 nähern.

Wo: F tr ist die Querschnittsfläche des komprimierten Teils; N— Kraft aus Bemessungslasten; φ – Längsbiegekoeffizient komprimierter Elemente (bestimmt aus der Tabelle); Ry— berechneter Widerstand des Materials; γ s— Koeffizient der Arbeitsbedingungen.

Sie müssen auch den minimalen Gyrationsradius kennen, definiert als Quadratwurzel aus dem Quotienten des axialen Trägheitsmoments dividiert durch die Querschnittsfläche. Das Axialmoment wird durch die Form und Symmetrie des Abschnitts bestimmt; diesen Wert sollte man besser der Tabelle entnehmen.

Wo: ich x— Trägheitsradius des Abschnitts; J x— axiales Trägheitsmoment; F tr ist die Querschnittsfläche.

Wenn man also die Länge (unter Berücksichtigung des Reduktionskoeffizienten) durch den minimalen Trägheitsradius dividiert, erhält man einen quantitativen Wert für die Flexibilität. Für einen stabilen Stab ist die Bedingung erfüllt, dass der Quotient aus Last geteilt durch die Querschnittsfläche nicht kleiner sein darf als das Produkt aus der zulässigen Druckbelastung und dem Knickbeiwert, der durch die Flexibilität des jeweiligen Stabes bestimmt wird das Material seiner Herstellung.

Wo: l x— Bemessungslänge in der Ebene des Fachwerks; ich x— minimaler Trägheitsradius des Abschnitts entlang der x-Achse; l y— geschätzte Länge von der Ebene des Fachwerks; ich ja— minimaler Gyrationsradius des Abschnitts entlang der y-Achse.

Bitte beachten Sie, dass sich in der Berechnung der komprimierten Stange für Stabilität das gesamte Wesen der Funktionsweise des Fachwerks widerspiegelt. Reicht der Querschnitt eines Elements nicht aus, um dessen Stabilität zu gewährleisten, haben wir das Recht, durch Änderung des Befestigungssystems feinere Verbindungen hinzuzufügen. Dies verkompliziert die Fachwerkkonfiguration, ermöglicht aber eine größere Stabilität bei geringerem Gewicht.

Teile für den Bauernhof herstellen

Die Genauigkeit der Fachwerkmontage ist äußerst wichtig, da wir alle Berechnungen mit der Vektordiagrammmethode durchgeführt haben und ein Vektor bekanntlich nur absolut gerade sein kann. Daher führen kleinste Spannungen, die aufgrund der Krümmung aufgrund einer unsachgemäßen Montage der Elemente entstehen, zu einer extremen Instabilität des Fachwerks.

Zunächst müssen Sie die Abmessungen der äußeren Gürtelteile festlegen. Wenn beim unteren Balken alles ganz einfach ist, können Sie zur Ermittlung der Länge des oberen Balkens entweder den Satz des Pythagoras oder das trigonometrische Verhältnis von Seiten und Winkeln verwenden. Letzteres ist bei der Bearbeitung von Werkstoffen wie Winkelstahl und Profilrohr vorzuziehen. Wenn der Winkel der Fachwerkneigung bekannt ist, kann er als Korrektur beim Beschneiden der Kanten von Teilen vorgenommen werden. Rechte Winkel des Riemens werden durch Beschneiden im 45°-Winkel verbunden, geneigte durch Addieren des Neigungswinkels auf 45° auf einer Seite der Verbindung und Subtrahieren auf der anderen Seite.

Die Fülldetails werden analog zu den Gürtelelementen ausgeschnitten. Der Haupthaken besteht darin, dass es sich bei dem Fachwerk um ein streng standardisiertes Produkt handelt und seine Herstellung daher eine genaue Detaillierung erfordert. Wie bei der Berechnung von Stößen muss jedes Element einzeln betrachtet werden, um die Vorspurwinkel und damit die Schnittwinkel der Kanten zu bestimmen.

Sehr oft werden Traversen mit Radiusbindern hergestellt. Solche Strukturen haben eine komplexere Berechnungsmethode, aber eine höhere strukturelle Festigkeit aufgrund einer gleichmäßigeren Lastwahrnehmung. Es macht keinen Sinn, die Füllelemente abgerundet zu machen, aber für Gürtelteile ist dies durchaus anwendbar. Typischerweise bestehen Bogenbinder aus mehreren Segmenten, die an den Konvergenzpunkten der Ausfachungsstreben verbunden sind, was bei der Konstruktion berücksichtigt werden muss.

Montage auf Hardware oder Schweißen?

Abschließend wäre es schön, den praktischen Unterschied zwischen den Methoden zum Zusammenbau eines Fachwerks durch Schweißen und durch Verwendung zu skizzieren lösbare Verbindungen. Wir sollten mit der Tatsache beginnen, dass das Bohren von Löchern für Bolzen oder Nieten im Körper eines Elements praktisch keinen Einfluss auf seine Flexibilität hat und daher in der Praxis nicht berücksichtigt wird.

Bei der Art der Befestigung der Fachwerkelemente haben wir festgestellt, dass bei Vorhandensein von Zwickeln die Länge des biegefähigen Stababschnitts deutlich reduziert wird, wodurch dessen Querschnitt reduziert werden kann. Dies ist der Vorteil der Montage des Fachwerks auf Knotenblechen, die seitlich an den Fachwerkelementen befestigt werden. In diesem Fall gibt es keinen besonderen Unterschied in der Montagemethode: Die Länge der Schweißnähte ist garantiert ausreichend, um konzentrierten Belastungen in den Knoten standzuhalten.

Bei der Montage des Fachwerks durch Zusammenfügen von Elementen ohne Zwickel sind besondere Fähigkeiten erforderlich. Die Festigkeit des gesamten Fachwerks wird durch seine schwächste Einheit bestimmt, und daher kann ein Fehler beim Schweißen mindestens eines der Elemente zur Zerstörung der gesamten Struktur führen. Bei unzureichenden Schweißkenntnissen empfiehlt sich die Montage mit Schrauben oder Nieten mittels Klammern, Eckwinkeln oder Auflageplatten. In diesem Fall muss jedes Element an mindestens zwei Punkten am Gerät befestigt werden.

Bevor Sie mit der Herstellung einer Struktur beginnen, müssen Sie eine Skizze erstellen, die Ihnen eine Anschauung ermöglicht Gesamtansicht das Thema der Konstruktion, das Aussehen seiner einzelnen Elemente. An nächste Stufe Es wird eine Zeichnung erstellt, die die Hauptabmessungen der gesamten Struktur sowie die Abmessungen der passenden Elemente zeigt. Um Festigkeit zu erreichen, müssen Sie ein Polycarbonat-Baldachin berechnen.

Designparameter

Um die Gesamtfestigkeit der Struktur zu gewährleisten, spielen die Abmessungen der Platten eine wichtige Rolle: Dicke, Länge, Breite.

Die Abmessungen der Polycarbonatplatte+ sind direkt für die Festigkeit der Platte verantwortlich.

Damit ein aus Polycarbonatplatten gebautes Dach die nötige Festigkeit hat, muss es unter Berücksichtigung der Schnee- und Windlasten ausgewählt werden optimale Dicke Paneele.

Monolithische Platten sind in den Stärken 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 und 12 mm erhältlich.

Wabenplatten haben die folgenden Dickenparameter:

• bis 32 mm – fünfschichtig mit geneigten Zellwänden, bezeichnet als SX;
• 16–20 mm – fünfschichtig, wobei die Zelle die Form eines Rechtecks ​​hat und mit SW bezeichnet wird;
• bis 16 mm – dreischichtig, mit rechteckiger Zellstruktur sowie verstellbaren Versteifungen – 3X;
• 6–10 mm – dreischichtig, deren Zellstruktur rechteckig ist – 3H;
• 4, 6, 6, 10 mm – mit quadratischen Zellen – 2H.

Existiert verschiedene Arten zelluläres Polycarbonat

Das Polymer vom monolithischen Typ hat Parameter von 3050 x 2050 mm.

Video: „Bogenvordach 8 x 6 Meter“

In diesem Video erfahren Sie, wie Sie ein gewölbtes Vordach aus Polycarbonat herstellen:

So führen Sie die Berechnungen richtig durch

Berechnen Festigkeitseigenschaften Strukturen aus jedem Kunststoffmaterial, das Sie kennen müssen:

• Zweck der Struktur;
• der Ort, an dem es sich befinden wird;
• Ambiente-Innenarchitektur;
• Abmessungen des abzudeckenden Objekts;
• Schneelast, Windstärke;
• Gesamtabmessungen, mechanische Eigenschaften Polycarbonatplatten;
• Rahmenform;
• Rahmenmaterial, Sparren, Stützen, Stürze, Beplankung, Befestigungselemente.

Bevor Sie eine Polycarbonatplatte zur Herstellung eines Vordachs installieren, müssen Sie wissen, aus welchem ​​Material der Rahmen besteht

Festigkeitsberechnungen werden sowohl für die gesamte Struktur als auch für durchgeführt einzelne Elemente. Die Komplexität der Berechnung erfordert den Einsatz spezieller Kenntnisse über die Festigkeit von Werkstoffen und die Verfügbarkeit der für den Einsatz notwendigen Referenzdaten. In der Praxis sind empirisch gewonnene Daten für die Errichtung einzelner Bauvorhaben akzeptabler.

Es wird empfohlen, dass die Länge des Vordachs ein Vielfaches der Breite des Paneels und die Breite ein Vielfaches von 2, 3, 4, 6, 12 m beträgt. Die Abmessungen des Daches sollten den Schutz des Schutzobjekts gewährleisten aus starker Wind, schräge Sonnenstrahlen. Die Höhe des Aufbaus muss größer sein als die Höhe des abzudeckenden Objekts, jedoch nicht weniger als 180 cm. Über der Maschine ist ein belüfteter Raum von bis zu 10 cm erforderlich Eigentümer.

• rundes Stahlrohr mit einem Durchmesser von 100 mm;

Für die Installation eines Polycarbonat-Vordachs wird empfohlen, Stützen aus Stahlrohren mit einem Durchmesser von 100 mm zu installieren

• profiliertes Stahlrohr mit den Maßen 80×80 mm;
• Holzbalken 150×150 mm;
• Stämme mit einem Durchmesser von 150–200 mm.

Die Dreharbeiten in Längsrichtung erfolgen in Schritten von bis zu 70 cm, in Querrichtung bis zu 100 cm.

Die Berechnung der strukturellen Festigkeit eines Bauwerks hängt von der Art des Daches (Einzeldach, Giebeldach, Bogendach) ab.

Für ein Schrägdach

Es gibt zwei Arten von Steildächern:

• mit Befestigung an der Gebäudewand;
• ohne Befestigung an der Wand eines Gebäudes oder eines freistehenden Gebäudes.

Die Art der Befestigung des Rahmens an den Fundamentstützen ist der Hauptunterschied zwischen den Arten von Vordächern mit einfacher Neigung.

Es gibt zwei Arten von Steildächern: an der Wand befestigt oder als separates Gebäude

Ein an der Wand eines Gebäudes befestigter Vordach ist eine Konstruktion, deren Vorteil darin besteht, dass sie nur halb so viele Stützpfosten aufweist, da die Funktion der Stützen auf einer Seite des Vordachs von der Hauswand übernommen wird. In diesem Fall wird ein Fachwerk in Form eines länglichen Dreiecks mit dem Ende seiner kurzen Seite auf einem an der Hauswand befestigten Balken montiert. Das andere Ende des Fachwerks ruht auf der Stütze.

Die Elemente jedes Visiertyps werden nach folgendem Schema gezählt:

Für Satteldach

Die Berechnung der Eigenschaften einer Struktur mit Satteldach ähnelt der Berechnung der Festigkeit eines Vordachs.

Die Berechnung der Abmessungen eines Vordachs ähnelt der Berechnung der Abmessungen eines Giebelvordachs

Es gibt drei Unterschiede:

• Konsole geformt wie gleichschenkliges Dreieck, – kann entweder ganzzahlig oder zusammengesetzt sein;
• Aufgrund der Gewichtszunahme der Konsolen wird für eine gleichmäßigere Massenverteilung empfohlen, die Anzahl der vertikalen Stützen zu erhöhen.
• Die Installation eines Firstbalkens und eines Firstes ist erforderlich.

Für gewölbtes Vordach

Bogenförmige Strukturelemente werden auf die gleiche Weise berechnet wie bei einer Anbaukonstruktion.

Einsparungen beim verwendeten Material werden durch eine Reduzierung der Kosten aufgrund der dadurch erreichten zusätzlichen Festigkeit gewährleistet Designmerkmal:

• Biegen von Polymerplatten, da die Form selbst die Festigkeit erhöht;

Aufgrund seines Designmerkmals erweist sich das gewölbte Vordach als eine sehr starke Struktur

• die gewölbte Form der Fachwerke, die durch Reduzierung der Wandstärke des Metallprofils oder des Balkenquerschnitts eine Reduzierung des Materialverbrauchs ermöglicht.

Für ein freistehendes Gebäude

Bei der Berechnung einer Überdachung im Hof ​​ist nicht nur die Größe, sondern auch die Niederschlagsmenge im Winter zu berücksichtigen, da Schnee eine starke mechanische Belastung darstellt. Aus diesem Grund ist ein Dreieck die beste Möglichkeit, dem Rahmen Steifigkeit zu verleihen. Darüber hinaus ist dies die einzige geometrische Figur, die kein Spiel vorsieht.

Für die Berechnung gehen wir von einer bedingten Dachbreite von 6 m und einer Länge von 10,6 m aus. Bei einer Breite von 2100 × 600 mm wird Polycarbonat benötigt. Sparren können entweder aus einem Rohrprofil (60×40 mm) oder hergestellt werden Holzbrett(100×50 mm). Aufgrund der sehr langen Lebensdauer ist natürlich ein Metallprofil vorzuziehen.

Beim Bau einer Überdachung als separates Bauwerk muss die im Winter fallende Schneemenge berücksichtigt werden

Als optimale Option gilt ein Design, bei dem Oberteil Stachelrochen - 240 cm und Sparrengerät besteht aus elf Dreiecken. Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass Metallprofile Sie haben in der Regel eine Länge von 6 m, die Breite variiert jedoch jeweils leicht nach unten Sparrenbein Unter Berücksichtigung vertikaler und geneigter Brücken werden sechs Profile benötigt. Sie benötigen also sechs Sparren und fünf Polycarbonatplatten.

Im Prinzip kann man Metall sparen, indem man nur zwei Dreiecke anfertigt. Dann reduziert sich die Berechnung des Vordachrahmens um mindestens zwei Profile pro Sparrenschenkel, sind es aber sechs davon, sind es bereits zwölf Profile. Für durchschnittliche Niederschläge ist dies jedoch völlig ausreichend.

Welche Art von Schuppen Sie auch bauen, die richtige Berechnung gewährleistet einen langfristigen und störungsfreien Betrieb.

Im Artikel „So ermitteln Sie die Dachlast in Ihrer Region“ haben wir uns für die klassische Variante entschieden Satteldach. Aber sehr oft gibt es Situationen, in denen Markisen an einem Haus angebracht sind, und nicht jeder weiß, dass diese Markisen viel stärker mit Schnee belastet werden als das Dach selbst. Beim Sammeln von Schneelasten gibt es so etwas wie einen Schneesack. Wenn es Höhenunterschiede auf dem Dach gibt oder das Vordach einfach an eine hohe Wand angrenzt, dann günstige Konditionen um an dieser Stelle eine Schneeverwehung zu erzeugen. Und je höher die Wand ist, an die das Dach angrenzt, desto größer ist die Höhe dieser Schneeverwehung und desto größer ist die Belastung auf die Tragkonstruktionen. Manchmal kann ein Schneesack die Standardschneelast um ein Vielfaches erhöhen.

Schauen wir uns die Situation anhand eines Beispiels an.

Haus mit Satteldach. Daran ist beidseitig ein Vordach befestigt. Es ist notwendig, die Schneelast pro 1 m 2 Hausdach und zwei Vordächer zu bestimmen. Baugebiet – Region Kiew (160 kg/m2).

1) Lassen Sie uns die Schneelast auf dem Dach des Hauses ermitteln.

Dachwinkel 35 Grad. Öffnen wir Diagramm 1 des Anhangs Zh DBN V.1.2-2:2006 „Belastungen und Stöße“.

Weil der Neigungswinkel des Daches passt nicht in den Bereich von 20-30 Grad und es gibt keine Brücken mit Laternen, dann müssen wir das Lastdiagramm nach Option 1 nehmen – das gleiche gilt für das gesamte Dach.

Durch Interpolation ermitteln wir:

S e = γ fe S 0 C = 0,49*160*0,71 = 55,7 kg/m2;

γfe

S 0

MIT = μC und C alt = 0,71*1*1 = 0,71 – gemäß Abschnitt 8.6 des DBN.

S m = γ fm S 0 C = 1.14*160*0,71 = 129.5 kg/m2;

γ fm= 1,14 – gemäß Tabelle 8.1 des DBN „Lasten und Stöße“, vorausgesetzt, dass die Nutzungsdauer des Hauses 100 Jahre beträgt (vom Kunden angegeben),

S 0 = 160 kg/m2 – nach den Ausgangsdaten,

MIT = μC und C alt = 0,29*1*1 = 0,71 – gemäß Abschnitt 8.6 des DBN.

2) Lassen Sie uns die Schneelast auf dem Vordach entlang der Längsseite (12 Meter) des Gebäudes bestimmen.

Öffnen wir Diagramm 8 des Anhangs Zh DBN V.1.2-2:2006 „Belastungen und Stöße“.

Weil Wir haben ein Vordach, keine Veranda mit Wänden, wir müssen uns für Option „b“ entscheiden.

H= 1 m > S 0 /2 H μ müssen ermittelt werden. (Ansonsten würde ein Koeffizient μ 1 für das gesamte Blätterdach gelten).

Bestimmen wir den Koeffizienten μ für unseren Fall:

μ = 1 + (M 1 L 1 " + M 2 L 2 " )/H = 1 + (0.3*9 + 0.19*2)/1 = 4,08,

gleichzeitig μ = 4,08 < 6 (для навесов) и μ = 4,08 > 2H/ S 0 μ = 1.25.

M 1 = 0,3 – für flache Abdeckung Häuser mit einer Neigung von mehr als 20 Grad;

M 2 = 0,5k 1 k 2 k 3 = 0,5*0,46*0,83*1 = 0,19 (mit der Länge des Vordachs entlang des Hauses A < 21 м);

k 1 = √A/21 = √4,5/21 = 0,46 (hier A

k 2 = 1 – β /35 = 1 – 6/35 = 0,83 (hier β – Neigungswinkel der Überdachung);

k 3 = 1 – φ /30 = 1 – 0/30 = 1 > 0,3 (hier φ

L 1 " = L 1 = 9 m – ohne Beleuchtung;

L 2 " = L 2

H

μ = 4,08 > 2 H/ S 0 = 2*1/1,6 = 1,25 (hier μ B nach der Formel:

B = 2H(μ – 1 + 2M 2 )/(2H/ S 0 – 1 + 2M 2 ) = 2*1(4,08 – 1 + 2*0,19)/(2*1/1,6 – 1 + 2*0,19) = 11 m< 16 м.

Weil B= 11 m > 5 H B= 5 m.

Vergleichen wir die Werte:

B= 5 m > L 2

Bestimmen wir den Koeffizienten μ 1:

μ 1= 1 – 2m 2 = 1 – 2*0,19 = 0,62.

Die betriebliche Schneelast pro 1 m 2 der horizontalen Projektion des Hausdaches wird nach Formel 8.2 bestimmt:

S e = γ fe S 0 C = 0,49*160*1,25 = 98 kg/m2;

S e 1 = γ fe S 0 C 1 = 0,49*160*0,62 = 48,6 kg/m2;

γfe= 0,49 – gemäß Tabelle 8.3 DBN „Lasten und Stöße“,

S 0 = 160 kg/m2 – nach den Ausgangsdaten,

MIT = μC und C alt =

C 1 = μ 1 C e C alt = 0,62*1*1 = 0,62 – gemäß Abschnitt 8.6 des DBN.

Der maximale Bemessungswert der Belastung pro 1 m 2 der horizontalen Projektion des Hausdaches wird nach Formel 8.1 bestimmt:

S m = γ fm S 0 C = 1.14*160*1,25 = 228 kg/m2;

S m 1 = γ fm S 0 C 1 = 1.14*160*0,62 = 113 kg/m2;

γ fm

3) Bestimmen wir die Schneelast auf dem Vordach entlang der kurzen (9 Meter) Seite des Gebäudes.

Bei diesem Vordach besteht aufgrund der Form des Giebels ein Unterschied H wird unterschiedlich sein, so dass die Schneelast nicht nur quer, sondern auch entlang des Blätterdachs unterschiedlich sein wird.

A. Finden wir die Werte Schneelast für die maximale Differenzhöhe h = 4,5 m.

Prüfen wir, ob die örtliche Belastung am Abwurf berücksichtigt werden muss (hier und unten wird der Wert von S 0 in kPa angenommen):

H= 4,5 m > S 0 /2 H= 1,6/(2*4,5) = 0,17 m – örtliche Belastung muss berücksichtigt werden, Koeffizient μ müssen ermittelt werden.

Bestimmen wir den Koeffizienten μ :

μ = 1 + (M 1 L 1 " + M 2 L 2 " )/H = 1 + (0.4*12 + 0.25*2)/4,5 = 2,18,

gleichzeitig μ = 2,18 < 6 (для навесов) и μ = 2,18 < 2H/ S 0 = 2*4,5/1,6 = 5,6 – wir akzeptieren schließlich μ = 2,18.

M 1 = 0,4 – für ein Flachdach eines Hauses mit einer Neigung von weniger als 20 Grad (das Dach hat in dieser Richtung keine Neigung);

M 2 = 0,5k 1 k 2 k 3 A < 21 м);

k 1 = √A/21 = √7,5/21 = 0,6 (hier A– Länge des Vordachs entlang des Gebäudes);

k 2 = 1 – β /35 = 1 – 6/35 = 0,83 (hier β – Neigungswinkel der Überdachung);

k 3 = 1 – φ /30 = 1 – 0/30 = 1 > 0,3 (hier φ – der Neigungswinkel des Vordachs entlang des Hauses, er ist in Option „c“ von Diagramm 8 zu sehen).

L 1 " = L 1

L 2 " = L 2 = 2 m – ohne Beleuchtung;

H= 4,5 m – der Unterschied zwischen Dach und Vordach.

Lassen Sie uns die Länge der Zone mit erhöhten Schneeablagerungen ermitteln. Überprüfen wir den Zustand:

μ = 2,18 < 2 H/ S 0 = 2*4,5/1,6 = 5,6, dann finden wir B nach der Formel:

B = 2H= 2*4,5= 9 m< 16 м.

Vergleichen wir die Werte:

B= 9 m > L 2 = 2 m – die Berechnung erfolgt nach Option 2 von Schema 8.

Bestimmen wir den Koeffizienten μ 1:

μ 1= 1 – 2 M 2 = 1 – 2*0,25 = 0,5.

Die betriebliche Schneelast pro 1 m 2 der horizontalen Projektion des Hausdaches wird nach Formel 8.2 bestimmt:

S e = γ fe S 0 C = 0,49*160*2,18 = 171 kg/m2;

S e 1 = γ fe S 0 C 1 = 0,49*160*0,5 = 39,2 kg/m2;

γfe= 0,49 – gemäß Tabelle 8.3 DBN „Lasten und Stöße“,

S 0 = 160 kg/m2 – nach den Ausgangsdaten,

MIT = μC und C alt = 2,18*1*1 = 2,18 – gemäß Abschnitt 8.6 des DBN,

C 1 = μ 1 C e C alt =

Der maximale Bemessungswert der Belastung pro 1 m 2 der horizontalen Projektion des Hausdaches wird nach Formel 8.1 bestimmt:

S m = γ fm S 0 C = 1.14*160*2,18 = 398 kg/m2;

S m 1 = γ fm S 0 C 1 = 1.14*160*0,5 = 91,2 kg/m2;

γ fm= 1,14 – gemäß Tabelle 8.1 des DBN „Lasten und Stöße“, vorausgesetzt, dass die Nutzungsdauer des Hauses 100 Jahre beträgt (vom Kunden angegeben).

B. Finden wir die Schneelastwerte für die minimale Fallhöhe h = 1,0 m.

Prüfen wir, ob die örtliche Belastung am Abwurf berücksichtigt werden muss (hier und unten wird der Wert von S 0 in kPa angenommen):

H= 1 m > S 0 /2 H= 1,6/(2*1) = 0,8 m – es ist notwendig, die örtliche Belastung und den Koeffizienten zu berücksichtigen μ müssen ermittelt werden.

Bestimmen wir den Koeffizienten μ für unseren Fall:

μ = 1 + (M 1 L 1 " + M 2 L 2 " )/H = 1 + (0.4*12 + 0.25*2)/1 = 6,3,

gleichzeitig μ = 6,3 > 6 (für Markisen) und μ = 6.3 > 2H/ S 0 = 2*1/1,6 = 1,25 – wir akzeptieren schließlich μ = 1.25.

M 1 = 0,4 – für ein Flachdach eines Hauses mit einer Neigung von weniger als 20 Grad (in dieser Richtung ist die Dachneigung Null);

M 2 = 0,5k 1 k 2 k 3 = 0,5*0,6*0,83*1 = 0,25 (mit der Länge des Vordachs entlang des Hauses A < 21 м);

k 1 = √A/21 = √7,5/21 = 0,6 (hier A– Länge des Vordachs entlang des Gebäudes);

k 2 = 1 – β /35 = 1 – 6/35 = 0,83 (hier β – Neigungswinkel der Überdachung);

k 3 = 1 – φ /30 = 1 – 0/30 = 1 > 0,3 (hier φ – der Neigungswinkel des Vordachs entlang des Hauses, er ist in Option „c“ von Diagramm 8 zu sehen).

L 1 " = L 1 = 12 m – ohne Beleuchtung;

L 2 " = L 2 = 2 m – ohne Beleuchtung;

H= 1 m – der Unterschied zwischen Dach und Vordach.

Lassen Sie uns die Länge der Zone mit erhöhten Schneeablagerungen ermitteln. Überprüfen wir den Zustand:

μ = 6.3 > 2 H/ S 0 = 2*1/1,6 = 1,25 (hier μ wir nehmen das, was in der Berechnung gefunden wurde, und nicht das, was letztendlich akzeptiert wurde), dann finden wir B nach der Formel:

B = 2H(μ – 1 + 2M 2 )/(2H/ S 0 – 1 + 2M 2 ) = 2*1(6,3 – 1 + 2*0,25)/(2*1/1,6 – 1 + 2*0,25) = 15,5 m< 16 м.

Weil B= 15,5 m > 5 H= 5*1 = 5 m, Endabnahme B= 5 m.

Vergleichen wir die Werte:

B= 5 m > L 2 = 2 m – die Berechnung erfolgt nach Option 2 von Schema 8.

Bestimmen wir den Koeffizienten μ 1:

μ 1= 1 – 2 M 2 = 1 – 2*0,25 = 0,5.

Die betriebliche Schneelast pro 1 m 2 der horizontalen Projektion des Hausdaches wird nach Formel 8.2 bestimmt:

S e = γ fe S 0 C = 0,49*160*1,25 = 98 kg/m2;

S e 1 = γ fe S 0 C 1 = 0,49*160*0,5 = 39,2 kg/m2;

γfe= 0,49 – gemäß Tabelle 8.3 DBN „Lasten und Stöße“,

S 0 = 160 kg/m2 – nach den Ausgangsdaten,

MIT = μC und C alt = 1,25*1*1 = 1,25 – gemäß Abschnitt 8.6 des DBN,

C 1 = μ 1 C e C alt = 0,5*1*1 = 0,5 – gemäß Abschnitt 8.6 des DBN.

Der maximale Bemessungswert der Belastung pro 1 m 2 der horizontalen Projektion des Hausdaches wird nach Formel 8.1 bestimmt:

S m = γ fm S 0 C = 1.14*160*1,25 = 228 kg/m2;

S m 1 = γ fm S 0 C 1 = 1.14*160*0,5 = 91,2 kg/m2;

γ fm= 1,14 – gemäß Tabelle 8.1 des DBN „Lasten und Stöße“, vorausgesetzt, dass die Nutzungsdauer des Hauses 100 Jahre beträgt (vom Kunden angegeben).

Wenn wir also die Ergebnisse für die drei Teile des Beispiels vergleichen, erhalten wir Folgendes:

Die Abbildung zeigt grafisch den Zusammenhang zwischen den Prognosen der betrieblichen Schneelasten für ein Haus und zwei Schuppen. Für ein Haus beträgt die niedrigste Schneelast 55,7 kg/m2 (blau dargestellt). Für die erste Überdachung (entlang der 12 Meter langen Hauswand) entsteht bereits eine riesige „Schneewehe“, deren Belastung 98 kg/m2 an der Hauswand und 48,6 kg/m2 am Rand des Hauses beträgt Baldachin (in Rosa dargestellt). Für den zweiten Schuppen, der sich am hohen Giebel des Hauses (entlang der 9 Meter hohen Hauswand) befindet, hat sich die Situation deutlich verschlechtert: Die Schneeverwehung erreicht in der Nähe der Wand im Bereich selbst ihre maximale Größe Höhepunkt First und ergibt eine Belastung von 170 kg/m2, dann sinkt seine „Höhe“ zu den Rändern des Hauses hin auf 98 kg/m2 auf der einen Seite und auf 122 kg/m2 auf der anderen Seite (wir finden es durch Interpolation) und in Richtung Am Rand der Überdachung sinkt die Belastung auf 39,2 kg/m2 (grün dargestellt).

Bitte beachten Sie, dass die Abbildung nicht die Abmessungen der „Verwehungen“ zeigt, sondern die Größe der Belastung, die die gefegten Schneeverwehungen mit sich bringen. Das ist wichtig.

Im Ergebnis zeigte unsere Analyse beispielhaft, dass aufgesetzte Vordächer das Risiko einer erheblichen Überlastung von Bauwerken bergen, insbesondere von solchen, die an hohe Bauwerke angrenzen vertikale Wand Häuser.

Abschließend möchte ich noch einen Rat geben: Um die Belastung eines Vordachs, das an einer Wand parallel zum First des Hauses befestigt ist, zu minimieren, müssen Sie die Bedingung aus Diagramm 8 von Anhang G zum DBN „Lasten und Stöße“ verwenden ” (wir haben diese Bedingung gleich zu Beginn der Berechnung überprüft):

Wenn in unserem Beispiel die Höhe des Unterschieds nicht 1 m, sondern 0,7 m betragen würde, wäre folgende Bedingung erfüllt:

H= 0,7 m< S 0 /2 H= 1,6/(2*0,7) = 1,14 m – und wie in Absatz 3 geschrieben, muss die lokale Belastung am Abwurf nicht mehr berücksichtigt werden. Was bedeutet das? Wenn die lokale Belastung berücksichtigt werden muss, wird die Schneelast in der Nähe des Gefälles mit dem Koeffizienten bestimmt μ , und am Rand der Überdachung - mit einem deutlich geringeren Koeffizienten μ 1. Muss die örtliche Belastung nicht berücksichtigt werden, wird mit dem Koeffizienten die Belastung der gesamten Überdachung ermittelt μ 1. In unserem Beispiel das Verhältnis μ/ μ 1= 1,25/0,62 = 2, d.h. Indem wir die Überdachung um 30 cm anheben, können wir die Schneelast auf der Überdachung um die Hälfte reduzieren.

In diesem Artikel wurden Beispiele nach ukrainischen Standards (DBN „Loads and Impacts“) berechnet. Wenn Sie nach anderen Standards rechnen, überprüfen Sie die Koeffizienten; andernfalls sind die Schneelastschemata von DBN und SNiP gleich.

Bevor Sie mit der Erstellung eines Vordachs mit Ihren eigenen Händen beginnen, müssen Sie eine Zeichnung anfertigen und alle Elemente und Befestigungspunkte berechnen, damit Sie es bauen können zuverlässige Konstruktion mit minimalem Finanz- und Arbeitsaufwand. Eine Zeichnung und ein Entwurf eines Vordachs aus Metallkonstruktionen helfen bei der Lösung einer Reihe von Problemen, die von der Nomenklatur und Menge der gekauften Baumaterialien bis hin zum Äußeren des Gebäudes und der allgemeinen Gestaltung des Geländes reichen.

Der Artikel enthält eine Liste der Anforderungen an die Konstruktion, Beispiele für Berechnungen der gängigsten Strukturen und allgemeine Empfehlungen zum Entwerfen eines Carports mit eigenen Händen, Zeichnungen und Diagrammen.

Was sollte ein Canopy-Projekt enthalten?

• Berechnung der Festigkeit tragender Strukturen – Stützen und Fachwerke;
• Berechnung des Dachwindwiderstands (Widerstand gegen Windlast);
• Berechnung der Schneelast auf dem Dach;
• Skizzen und allgemeine ZeichnungenÜberdachung;
• Zeichnungen der wichtigsten Strukturelemente mit Angabe der Gesamtabmessungen;
• Entwurfs- und Kostenvoranschlagsdokumentation, einschließlich Mengenberechnung Baustoffe jede Art und ihre Kosten. Abhängig von der Erfahrung des Entwicklers können Verbrauchsstandards (Einschnitte während der Installation) berücksichtigt werden oder einfach 10–15 % zum Filmmaterial des gewalzten Metalls hinzugefügt werden.

Vordach für das Haus – Projekte, Fotos von Bauwerken mit verschiedenen Funktionen

Allgemeine Anforderungen an einen Carport

Zum Schutz des Fahrzeugs errichtete Bauwerke müssen folgende betriebliche und technische Anforderungen erfüllen:

• Die Abmessungen des Vordachs gemäß Zeichnung müssen ausreichend sein, um das Auto frei unterzubringen;
• Die Form des Vordachs bietet Schutz vor Feuchtigkeit, wenn möglich wird der vorherrschende Wind bei den Berechnungen berücksichtigt;
• Das Design schützt den ganzen Tag über vor direkter Sonneneinstrahlung;
• Freier, ausreichend breiter Zugang zum Schirmdach, möglichst ohne Kurven auf der gesamten Strecke;
• Die Maschine muss von allen Seiten frei zugänglich sein;
• Ausreichende Einfachheit der Zeichnung, der Tragkonstruktionen und des Rahmens für ein Vordach aus Profilrohr oder anderem Material;
• Harmonische Kombination mit dem Haus und den Gebäuden auf dem Grundstück;
• Minimierung der Kosten für den Einkauf von Baumaterialien und die Durchführung von Installationsarbeiten.

Das einfachste für das Gerät anbaubares Vordach aus einem Metallprofil mit eigenen Händen, Zeichnung mit Grundmaßen

Verschiedene Baldachinformen und ihre Betriebsmerkmale und Zeichnungen

Die räumliche Hauptstruktur des Baldachins gemäß der Zeichnung ist Dachstuhl. Die Berechnung der Form, Dicke und des Querschnitts des Metalls sowie die Zeichnung der Platzierung der Böschungen bereiten die größten Schwierigkeiten.

Hauptsächlich Strukturelemente Vordachbinder sind Ober- und Untergurte, die eine räumliche Kontur bilden. Materialien für die Montage können gewalzte oder geschweißte I-Träger, Winkel, Kanäle oder Wellrohre mit quadratischem und rundem Querschnitt sein. Der Zusammenbau eines Fachwerks für einen Baldachin mit eigenen Händen kann in den folgenden Formen erfolgen:

1. Parallelriemen. Die Neigung des fertigen Vordachs gemäß Zeichnung beträgt nicht mehr als 1,5 %, geeignet für Flachdächer Mit Rollenbeschichtung. Das Verhältnis von Höhe und Länge beträgt 1/6 bis 1/8. Dieser Rahmentyp hat mehrere Vorteile:

• Alle Stäbe der Gürtel für das Raumgitter haben die gleiche Länge;
• Mindestanzahl an Verbindungsknoten;
• Einfache Berechnung der Schnittstelle von Strukturen.

Erstellen eines Pavillons - eines Polycarbonat-Baldachins mit eigenen Händen, Zeichnung, Foto der fertigen Struktur

1. Trapezförmig (einfache Steigung). Der Neigungswinkel liegt laut Zeichnung im Bereich von 6-15 0. das Verhältnis von Höhe und Länge in der Mitte des Produkts beträgt 1/6. Hat eine erhöhte Rahmensteifigkeit
2. Polygonal – ausschließlich für ausgedehnte Spannweiten von 10 m oder mehr verwendet; ihre Verwendung für kleine Vordächer ist aufgrund der ungerechtfertigten Komplexität der Zeichnung und des Produkts selbst irrational. Ausnahmen können Vordächer mit werkseitig hergestellten gebogenen (Bogen-)Traversen sein.

Bau eines freitragenden, polygonalen Vordachs aus Metallprofilen mit eigenen Händen, Zeichnung

1. Dreieckig. Sie werden bei erhöhter Schneelast eingesetzt; die Neigung des Giebeldachs beträgt 22-30 0. Der Hauptnachteil des Designs ist die Komplexität der Zeichnung und Ausführung der scharfen Einheit an der Basis des Produkts sowie die zu langen Stäbe in der Mitte. Das Verhältnis von Höhe zu Breite bei kleinen Traversen für ein Polycarbonat-Überdachung beträgt laut Zeichnung nicht mehr als 1/4, 1/5.

DIY-Montage eines dreieckigen Vordachs aus Wellblech, Konstruktionszeichnung mit Angabe der Hauptabmessungen

1. Gewölbte Balken. Die ergonomischste Art von Bauernhof. Sein Merkmal ist die Fähigkeit, Biegemomente in den Querschnitten der Struktur zu minimieren. Dabei wird das Bogenmaterial einer Kompression ausgesetzt. Das heißt, die Zeichnung und Berechnung des Fachwerks für das Vordach, die Berechnung der Struktur des Vordachs kann nach einem vereinfachten Schema durchgeführt werden, bei dem die Belastung durch Dacheindeckung, Befestigungsummantelung und Schnee als gleichmäßig angenommen wird über die gesamte Fläche verteilt.

Beispiel für die Berechnung eines Carports

Beim Entwerfen einer Überdachung und beim Erstellen ihrer Zeichnung ist Folgendes zu berechnen:

1. Horizontale und vertikale Auflagerreaktionen des Fachwerks, Ermittlung der wirksamen Spannungen in Querrichtungen und Auswahl des Querschnittswerts des Tragprofils auf Basis der gewonnenen Daten;
2. Schnee- und Windlasten auf der Dacheindeckung;
3. Der Querschnittswert einer exzentrisch komprimierten Säule.

Berechnung eines Bogenfachwerks

Berechnungszeichnung für ein Fachwerk aus Profilrohr für ein Vordach mit optimaler Bogenform

Wir gehen beispielsweise davon aus, dass der Abstand zwischen den Stützen 6 m und die Höhe des Bogens 1,3 m beträgt. Auf das Dach des Vordachs wirken Quer- und Längskräfte, die Tangential- und Normalspannungen bilden. Den Querschnitt des bei der Konstruktion verwendeten Profilrohres berechnen wir nach folgender Formel:

σ pr = (σ 2 +4 τ 2) 0,5 ≥ R/2, wobei

R – Festigkeit der Stahlsorte C235 – 2350 kgf/cm 2;

σ – Normalspannung, berechnet nach der Formel:

σ = N/F, wobei

F ist die erforderliche Querschnittsfläche des Rohres.

N – konzentrierte Belastung auf die Bogenverriegelung (wir entnehmen 914,82 kgf der Belastungstabelle Gebäudestrukturen„Designerhandbuch“ hrsg. A.A. Umansky).

τ – Scherspannung, die nach der Formel berechnet wird:

τ = QS ots /b×I, wobei

I – Trägheitsmoment;

b – Abschnittsbreite (über die gesamte berechnete Höhe als gleich angenommen);

QS ots – statisches Moment, das durch die Formel bestimmt wird:

S ots = ∑у ich F ich .

Mithilfe der Näherungsmethode (sequentielle Auswahl von Indikatoren aus dem verfügbaren Datenfeld) wählen wir Abschnitte aus dem Angebot an Baustoffen aus, die bei Walzmetallhändlern erhältlich sind. Wir verwenden das beliebteste Profil - Metallrohr quadratischer Querschnitt 30x30x3,5 mm. Daher beträgt der Querschnitt F = 3,5 cm 2. Und das Trägheitsmoment I = 3,98 cm 4. ∑у ich– Indikator für den berechneten Cut-Off-Teil (je mehr Datenindikatoren in verschiedene Punkte Je genauer die Struktur berechnet wird, desto genauer sind die erhaltenen Festigkeitsindikatoren des gesamten Produkts. Zur Vereinfachung nehmen wir einen Koeffizienten von 0,5 (die Berechnungen erfolgen für die Mitte des Bogens – den Ort der größten Lastkonjugation).

Setzen Sie die Daten in die Formel ein:

S ots = 0,5x3,5 = 1,75cm 3 ;

Die primäre Formel nach der Substitution wird haben nächste Ansicht:

σ pr = ((914,82/3,5) 2 + 4(919,1 1,854/((0,35 + 0,35)3,98) 2)0,5 = 1250,96 kg/cm 2

Daher der ausgewählte Rohrabschnitt quadratisches Profil 30x30x3,5 mm aus C235-Stahl, völlig ausreichend für ein 6-m-Gerät gewölbtes Fachwerk bedeckt mit Polycarbonat, Wellblech, Metallfliesen oder Metallopril.

Berechnung von Spalten

Die Berechnung erfolgt gemäß SNiP II-23-81 (1990). Nach der Berechnungsmethode Metallsäulen Beim Bau eines Carports in Eigenregie muss in den Zeichnungen berücksichtigt werden, dass es praktisch unmöglich ist, eine Punktlast exakt auf die Mitte des Querschnitts auszuüben. Daher lautet die Formel zur Bestimmung der Stützfläche wie folgt:

F = N/ φR ja, Wo

F – erforderliche Querschnittsfläche;

φ – Knickkoeffizient;

N – konzentrierte Last, die auf den Schwerpunkt der Stütze wirkt;

R y – Bemessungswiderstand des Materials, ermittelt aus Nachschlagewerken.

φ – hängt vom Material (Stahlsorte) und der Designflexibilität ab – λ, bestimmt durch die Formel:

λ = l ef/ ich, Wo

l ef – Bemessungslänge der Säule, abhängig von der Art der Befestigung der Enden, wird durch die Formel bestimmt:

l ef = μ l, Wo

l – tatsächliche Länge der Säule (3m);

μ – Koeffizient aus SNiP II-23-81 (1990), unter Berücksichtigung der Befestigungsmethode.

Säulenbefestigungskoeffizient gemäß Zeichnung eines Vordachs aus Profilrohr

Setzen Sie die Daten in die Formel ein:

F = 3000/(0,599 2050) = 2,44 cm², gerundet auf 2,5 cm².

In der Sortimentstabelle Profilprodukte Wir suchen nach einem Wert für den Gyrationsradius, der größer als der erhaltene ist. Erfüllt die erforderlichen Indikatoren Stahlrohr Mit Querschnitt 70×70 mm und eine Wandstärke von 2 mm, was einen Trägheitsradius von 2,76 aufweist.

Schnee- und Windlasten auf Dacheindeckungen

Gemittelte Daten zu Wind- und Schneelasten nach Regionen stammen aus SNiP „Loads and Impacts“. Nehmen wir als Beispiel den Maximalwert für Moskau und die Region Moskau, er beträgt 23 kg/m 2. Dies jedoch Windlast auf einer Struktur, die Wände hat. In unserem Fall tragende Strukturen Die Säulen ragen heraus, daher beträgt der positive Winddruckkoeffizient auf der Innenfläche des Daches 0,34. Gleichzeitig beträgt der Indikator, der Änderungen der Windlast entlang der Gebäudehöhe berücksichtigt, für Vordächer von 3 m 0,75. Wenn wir die Daten in die Formel einsetzen, erhalten wir:

Wm = 23·0,75·0,34 = 5,9 kg/m2.

Die maximale Schneelast für die gleiche Region beträgt Sg = 180 kg/m2, für den Bogen ist jedoch eine Berechnung erforderlich verteilte Last nach der Formel:

S = S g ·μ, wobei

μ – der Wert des Übergangskoeffizienten, der getrennt für die Bogenmitte und die äußeren Stützen genommen wird.

Berechnung der Schneelast beim Erstellen einer Polycarbonat-Überdachung mit eigenen Händen, Zeichnungen der Druckrichtung in zwei Positionen

Der Wert des Koeffizienten µ für die Bogenmitte beträgt laut Zeichnung µ 1 = cos1,8·0 = 1 und für die äußeren Stützen µ 2 = 2,4sin1,4·50 = 2,255. Durch Einsetzen der berechneten Daten in die Formel erhalten wir die Gesamtbelastung der Dacheindeckung:

q = 180·2,255·cos 2 50 о + 5,9 = 189,64 kg/m2 = 1,8964 kg/cm2.

Anhand der erhaltenen Daten wird die Dicke des Dachmaterials nach folgender Formel berechnet:

I tr = ql 4 /(185Ef), wobei

l – Spannweite;

E – Elastizitätsmodul beim Biegen (für Polycarbonat beträgt er 22500 kgf/cm2);

f – Durchbiegungskoeffizient bei maximale Belastung(laut Polycarbonathersteller sind es 2 cm);

Durch Einsetzen der Daten in die Formel erhalten wir den zulässigen Trägheitswert:

I tr = ql 4 /(185Ef) = 1,8964 63 4 /(185 22500 2) = 3,59 cm 4

Gleichzeitig beträgt aus den Daten der Polycarbonathersteller der Trägheitsmomentindikator für zelliges Polycarbonat mit einer Breite von 1 m und einer Dicke von 0,8 mm 1,36 cm 4 und für eine Dicke von 16 mm 9,6 cm 4. Mithilfe der Korrelationsmethode ermitteln wir den erforderlichen Wert von 3,41 cm 4 für zelliges Polycarbonat mit einer Dicke von 12 mm.

Die Berechnungsmethode gilt für jedes Blechdachmaterial: Wellbleche, Metallziegel, Schiefer usw. Gleichzeitig sollte man jedoch die äußerst begrenzte Auswahl dieser Produkte berücksichtigen.

Zusammenfassend

Es ist sinnvoll, diese Berechnungen durchzuführen und eine Zeichnung manuell zu erstellen, wenn die zu bauende Überdachung besondere Betriebsbedingungen erfüllen muss und Originallayout. Um Elemente von Standardmetallkonstruktionen auf Konformität zu prüfen und Strukturzeichnungen zu erstellen, gibt es viele Programme: Astra WMs(p), SCAD Office 11, ArkaW, GeomW und viele andere oder Online-Rechner. Die Regeln für die Arbeit mit einer solchen Software beschreiben ausreichend detailliert verschiedene Videoanweisungen, beispielsweise Berechnungen und Zeichnungen eines Bogens in SCAD:

Video zur Verwendung des Rechners:

Das Profil der Pfeiler wird in Abhängigkeit von der Breite des Vordachs gewählt (von der Fachwerkseite, unten in der Skizze nach Maß „B“)

Für Schirmbreite:

bis 4000 mm Säulenprofil 60x60x2,5

über 4000 mm bis 6000 mm Säulenprofil 80x80x3

über 6000 mm bis 8000 mm Profil 100x100x3

über 8000 mm bis 10000 mm Profil 120x120x4

Bestimmung der Querlattenfestigkeit:

Der Rechner zeigt eine positive Zahl als Prozentsatz der Sicherheitsmarge an, wenn das Profil richtig ausgewählt wurde, und einen negativen Sicherheitsfaktor für ein Profil, das nicht verwendet werden kann.

Bestimmung des „Nudel“-Anteils für die Stärke:

der rechteckige „Nudel“-Teil wird in der „flachen“ Position und nicht „am Rand“ berücksichtigt

Definition eines komplexen Fachwerks für Festigkeit:

Der schwächste Punkt eines Dachträgers ist seine Mitte. Dachträger brechen in der Mitte, wenn die Überdachung der Schneelast nicht standhalten kann. Daher zeigt der Rechner die Bruchfestigkeit des Dachträgers in der Mitte des Dachstuhls an. Schwachstelle

Das Maß „A“ für jedes von Ihnen in Betracht gezogene Fachwerk, sei es dreieckig, quadratisch usw., wird in der Mitte der Gesamtlänge des Fachwerks zwischen den oberen und unteren Rohren gemessen.

Definition eines einfachen Fachwerks für Festigkeit:

Der Dachträger kann aus einem Glied bestehen – einem Wellrohr oder einem I-Träger. Die Belastungen auf dieser Verbindung sind durch den gefallenen Schnee enorm. Hier ist die Kontrolle der Schneelast Pflicht!

Wir betrachten den I-Träger nur in der Position „wie eine Schiene zum Boden“, seine Abmessungen gemäß GOST 26020-83 (I-Träger Nr. 10 – seine Höhe beträgt 100 mm, Nr. 14 – Höhe 140 usw .), und wir betrachten die Wellrohre als „flach“ und „hochkant“.

Der Neigungswinkel wird vernachlässigt, Sie können manuell einen Prozentsatz des Neigungswinkels hinzufügen oder ihn unverändert lassen, da er nur die Steigerung der Festigkeit beeinflusst.

Bestimmen der Stärke des Systems

Riegel + Unter-Riegel-Fachwerk

Es kommt häufig vor, dass der Abstand zwischen den Pfeilern vergrößert werden muss und die Querstange, egal wie stark sie verlegt wird, die Berechnung der Schneelast nicht besteht. Dieses Problem wird durch den Einbau eines zusätzlichen Unterriegelbinders gelöst und die Rohre des Unterriegelbinders können aus einem deutlich kleineren Profilabschnitt gefertigt werden. Es stellt sich das Problem: Welche Profilparameter und welche Breite sollte das Unterbalkenfachwerk haben, um eine ausreichende Festigkeit ohne Überzahlungen und ohne unnötige Unordnung im Vordach zu erreichen? Natürlich wir reden darüberüber die Crossbar-Farm, ausgefüllt dreieckige Formen , wie in der Abbildung gezeigt, und nicht in Quadraten. Der Rechner zeigt die Festigkeit des Systems an, indem er den Biegewiderstand des Hauptriegels plus den Widerstand des unteren Rohrs des Unterriegelbinders vor der Zugstreckgrenze addiert, und nicht den Biegewiderstand des Unterriegelbinders, wenn es ist falsch gefüllt quadratische Formen, wodurch die Farm unbrauchbar wird.

Hinweis: In diesem Abschnitt ist der Sicherheitsfaktor (1,3) bereits berücksichtigt, d. h. der Rechner hat beispielsweise einen Sicherheitsfaktor von 0 % angezeigt, was bedeutet, dass das Fachwerk normal mit einem Sicherheitsfaktor (1,3) ausgelegt ist..

Ohne Formeln, technische Berechnungen, Programme, Tabellen zu verwenden!

Wir täuschen den Leser nicht mit Phrasen wie „Hier müssen wir berücksichtigen ...“, „Berechnen ...“, „Aus technischen Tabellen auswählen ...“, wie es auf allen Websites der Fall ist! Alle Formeln, Abrechnungen, Auswahlen, Snips, Landesstandards und Sortimente sind im Rechner verborgen.

Hier ist Ihr Vordach – hier sind Ihre geplanten Maße! Geben Sie Ihre Wunschmaße ein und der Rechner zeigt Ihnen den Sicherheitsfaktor der ausgewählten Profirohre in Prozent an. Wenn der Sicherheitsfaktor positiv ist, wird der Baldachinteil als nach den Festigkeitsgesetzen von Materialien unter Verwendung aller SNPs, GOSTs, Sortimente usw. berechnetBei der Bestellung eines Produkts an unserem Produktionsstandort bestätigen wir die Ergebnisse dieses Rechners zusätzlich mit einem Link zu den GOST-Sortimenten professioneller Rohre.

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Unser Rechner richtet sich an Kunden von Gartenbauvereinen, Ferienhausgemeinschaften und anderen privaten Eigentümern, die eine schnelle und fundierte Auswahl von Wellrohren für Schuppen an Nebengebäuden, Autoschuppen und Gebäudeanbauten benötigen. Da Kunden von „Garten und Gemüsegarten“ mangels eines solchen Rechners und mangelnder Erfahrung häufig Bauarbeiten ohne jegliche Begründung durchführen, unterschätzen sie entweder die Stärke oder geben im Gegenteil zusätzliches Geld aus und überschätzen die Stärke. Der Zweck des Rechners besteht daher lediglich darin, den Kunden in die richtige Richtung zu führen. Für den Bau von Industriegebäuden und Werkstätten, Industriehallen und anderen Großbauten ist eine detailliertere Berechnung erforderlich. Beispielsweise muss in einer Industriekonstruktion jedes Fachwerkglied (mit Ausnahme der Berücksichtigung der Zug- und Biegestreckgrenze in diesem Rechner) hinsichtlich der Druckflexibilität und Torsion berechnet werden, deren Parameter berücksichtigt werden, bevor dieses Glied in die Struktur aufgenommen wird Herstellung des Fachwerks, vor dem Rollen auf einer Rohrbiegemaschine und dem Füllen mit dreieckigen Elementen und anderen Parametern mit deren Berechnungen. Aber auf jeden Fall, wenn Sie „etwas“ aufbauen möchten, das sich nur auf „Erfahrung“ und nicht auf Berechnungen verlässt, dann ist es besser, diesen Rechner zu verwenden. Außerdem können Sie bei diesem Rechner die Sicherheitsmarge selbst festlegen, zum Beispiel 50 %, 80 %, und dabei die Stärke im Verhältnis zu Ihrem Budget selbst wählen. Zum Beispiel die Bauernhöfe unserer Produktionswerkstatt haben eine Reserve von 80 % und halten nicht nur Schnee, sondern auch einem Kranbalken, der schwere Lasten trägt, stand. In jedem Fall müssen beim Bau natürlich grundsätzliche Regeln eingehalten werden, zum Beispiel darf man Lasten nicht quer, sondern nur entlang der Verbindungen verlegen. Beispielsweise sollte bei einem Fachwerk die Stelle, an der es auf der Querstange aufliegt, nicht leer sein, also ohne Füllung (d. h. über der Querstange im Fachwerk muss eine Verbindung vorhanden sein, um das Fachwerk auszufüllen! Sehr oft brechen Fachwerke aus diesem Grund!). Um das „Nudel“-Teil zu installieren, ist es besser, vertikale Füllverbindungen oder den Schnittpunkt dreieckiger Füllungen darunter im Fachwerk vorzusehen. Es ist besser, Fachwerkfüllungen aus einem dünneren Profil und häufiger herzustellen als aus einem kräftigen und seltener, da man nicht vergessen sollte, dass die Belastung der Glieder der Dreiecksfüllung entlang der Achse abfällt und unbedeutend ist und die horizontalen Rohre von Die Fachwerke weisen eine Komponente der Biegebelastung und der Belastung auf horizontale Rohre riesig im Vergleich zu den unbedeutenden Belastungen der Fachwerkfüllrohre.

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