Berekening van het ontwerp van een metalen luifel. Calculator voor het selecteren van profielbuizen voor een overkapping

Het berekenen van metaalconstructies is voor veel bouwers een struikelblok geworden. Aan de hand van het voorbeeld van de eenvoudigste spanten voor een straatluifel, zullen we u vertellen hoe u de belastingen correct kunt berekenen, en ook delen op eenvoudige manieren zelf-montage zonder het gebruik van dure apparatuur.

Algemene berekeningsmethodiek

Trussen worden gebruikt waar het gebruik van een massieve dragende balk onpraktisch is. Deze structuren worden gekenmerkt door een lagere ruimtelijke dichtheid, terwijl ze de stabiliteit behouden om schokken te absorberen zonder vervorming als gevolg van juiste locatie details.

Structureel bestaat de truss uit een extern akkoord en opvulelementen. De essentie van de werking van een dergelijk rooster is vrij eenvoudig: aangezien elk horizontaal (voorwaardelijk) element de volledige belasting niet kan weerstaan ​​vanwege zijn onvoldoende grote dwarsdoorsnede, bevinden zich twee elementen op de as van de belangrijkste invloed (zwaartekracht). een manier waarop de afstand ertussen een voldoende grote dwarsdoorsnede van de gehele constructie garandeert. Een nog eenvoudigere verklaring is deze: vanuit het oogpunt van lastabsorptie wordt de spant behandeld alsof deze uit massief materiaal bestaat, terwijl de vulling alleen op basis van het berekende aangebrachte gewicht voldoende sterkte biedt.

Structuur van een spant gemaakt van een profielpijp: 1 - onderste akkoord; 2 - beugels; 3 - rekken; 4 - zijriem; 5 - bovenste riem

Deze aanpak is uiterst eenvoudig en is vaak ruim voldoende voor de constructie van eenvoudige metaalconstructies, maar het materiaalverbruik blijkt bij ruwe berekening extreem hoog te zijn. Een meer gedetailleerde beschouwing van de huidige invloeden helpt het metaalverbruik met 2 of meer keer te verminderen; deze aanpak zal het meest nuttig zijn voor onze taak: een lichte en redelijk stijve truss ontwerpen en deze vervolgens monteren.

De belangrijkste profielen van spanten voor een luifel: 1 - trapeziumvormig; 2 - met parallelle riemen; 3 - driehoekig; 4 - gebogen

U moet beginnen met het bepalen van de algemene configuratie van de boerderij. Het heeft meestal een driehoekig of trapeziumvormig profiel. Het onderste element van de riem is hoofdzakelijk horizontaal geplaatst, het bovenste is hellend, waardoor de juiste helling van het dakbedekkingssysteem wordt gegarandeerd. De dwarsdoorsnede en sterkte van de riemelementen moeten zodanig worden gekozen dat de constructie zijn eigen gewicht kan dragen met het bestaande ondersteuningssysteem. Vervolgens worden verticale jumpers en schuine verbindingen in een willekeurig aantal toegevoegd. De structuur moet op een schets worden weergegeven om de werking van de interactie te visualiseren, waarbij de werkelijke afmetingen van alle elementen worden aangegeven. Vervolgens komt Hare Majesteit Natuurkunde in het spel.

Bepaling van gecombineerde invloeden en steunreacties

Uit het staticagedeelte van de cursus mechanica op school zullen we twee belangrijke vergelijkingen nemen: het evenwicht van krachten en momenten. We zullen ze gebruiken om de reactie te berekenen van de steunen waarop de balk wordt geplaatst. Voor de eenvoud van de berekeningen zullen we ervan uitgaan dat de steunen scharnierend zijn, dat wil zeggen dat ze geen starre verbindingen (inbedding) hebben op het contactpunt met de balk.

Voorbeeld metalen spant: 1 - boerderij; 2 - ommantelingsbalken; 3 - dakbedekking

Op de schets moet u eerst de helling van de dakbedekking markeren, omdat op deze plaatsen de concentratiepunten van de uitgeoefende belasting zich moeten bevinden. Meestal bevinden de convergentieknooppunten van de beugels zich op de punten waarop de belasting wordt uitgeoefend, dit maakt het gemakkelijker om de belasting te berekenen. Als u het totale gewicht van het dak en het aantal spanten in de overkapping kent, is het niet moeilijk om de belasting op één spant te berekenen, en de uniformiteitsfactor van de dekking zal bepalen of de uitgeoefende krachten op de concentratiepunten gelijk of verschillend zullen zijn. Dit laatste is overigens mogelijk als in een bepaald deel van de overkapping het ene afdekmateriaal wordt vervangen door een ander, er een doorgangsladder aanwezig is of bijvoorbeeld een gebied met een ongelijk verdeelde sneeuwbelasting. Ook zal de impact op verschillende punten van de spant ongelijk zijn als de bovenbalk een afronding heeft; in dit geval moeten de punten waarop de kracht wordt uitgeoefend met elkaar worden verbonden door segmenten en moet de boog worden beschouwd als een onderbroken lijn.

Wanneer alle effectieve krachten zijn aangegeven op de schets van de spant, gaan we verder met het berekenen van de reactie van de steun. Met betrekking tot elk van hen kan de boerderij worden voorgesteld als niets meer dan een hefboom met de bijbehorende som van invloeden erop. Om het krachtmoment op het draaipunt te berekenen, moet je de belasting op elk punt in kilogrammen vermenigvuldigen met de lengte van de arm van toepassing van deze belasting in meters. De eerste vergelijking stelt dat de som van de invloeden op elk punt gelijk is aan de steunreactie:

• 200 1,5 + 200 3 + 200 4,5 + 100 6 = R 2 6 - evenwichtsvergelijking van momenten rond het knooppunt A, waarbij 6 m de lengte van de arm is)
• R2 = (200 1,5 + 200 3 + 200 4,5 + 100 6) / 6 = 400 kg

De tweede vergelijking bepaalt het evenwicht: de som van de reacties van de twee steunen zal exact gelijk zijn aan het toegepaste gewicht, dat wil zeggen, als je de reactie van de ene steun kent, kun je gemakkelijk de waarde voor de andere vinden:

• R1 + R2 = 100 + 200 + 200 + 200 + 100
• R1 = 800 - 400 = 400kg

Maar vergis je niet: de regel van hefboomwerking is hier ook van toepassing, dus als de spant een aanzienlijke verlenging heeft voorbij een van de steunen, zal de belasting op deze plaats hoger zijn in verhouding tot het verschil in afstanden van het massamiddelpunt tot het zwaartepunt. ondersteunt.

Differentiële berekening van krachten

Laten we van het algemene naar het specifieke gaan: nu is het nodig om de kwantitatieve waarde vast te stellen van de krachten die op elk element van de boerderij inwerken. Om dit te doen, zetten we elk bandsegment en vulinzetstukken op een lijst en beschouwen ze vervolgens als een uitgebalanceerd vlak systeem.

Voor het gemak van de berekening kan elk verbindingsknooppunt van de spant worden weergegeven in de vorm van een vectordiagram, waarbij de invloedsvectoren langs de lengteassen van de elementen liggen. Het enige dat u voor berekeningen nodig heeft, is de lengte kennen van de segmenten die samenkomen in het knooppunt en de hoeken daartussen.

U moet beginnen vanaf het knooppunt waarvoor tijdens de berekening van de steunreactie het maximaal mogelijke aantal bekende waarden is vastgesteld. Laten we beginnen met het uiterste verticaal element: de evenwichtsvergelijking ervoor stelt dat de som van de vectoren van convergerende belastingen gelijk is aan nul, dienovereenkomstig is de tegenwerking van de zwaartekracht die langs de verticale as werkt equivalent aan de reactie van de steun, even groot maar tegengesteld in teken. Merk op dat de verkregen waarde slechts een deel is van de totale steunreactie die voor een bepaald knooppunt inwerkt; de rest van de belasting zal op de horizontale delen van de band vallen.

Knoop B

• -100 + S1 = 0
• S1 = 100kg

Laten we vervolgens verder gaan naar het laagste hoekknooppunt, waar de verticale en horizontale segmenten van de riem, evenals de hellende beugel, samenkomen. De kracht die op het verticale segment inwerkt, is in de vorige paragraaf berekend - dit is het drukgewicht en de reactie van de steun. De kracht die op een hellend element inwerkt, wordt berekend uit de projectie van de as van dit element op de verticale as: we trekken het effect van de zwaartekracht af van de reactie van de steun en delen vervolgens het “netto” resultaat door de zonde van de hoek op waarbij de beugel helt ten opzichte van de horizontaal. De belasting op een horizontaal element wordt ook gevonden door projectie, maar dan op de horizontale as. We vermenigvuldigen de zojuist verkregen belasting op het hellende element met de cos van de hellingshoek van de beugel en verkrijgen de waarde van de impact op het buitenste horizontale segment van de riem.

Knoop A

• -100 + 400 - sin(33.69) S 3 = 0 - evenwichtsvergelijking voor de as bij
• S 3 = 300 / sin(33,69) = 540,83 kg - staaf 3 gecomprimeerd
• -S 3 cos(33,69) + S 4 = 0 - evenwichtsvergelijking voor de as X
• S 4 = 540,83 cos(33,69) = 450 kg - staaf 4 uitgerekt

Dus, door opeenvolgend van knooppunt naar knooppunt te gaan, is het noodzakelijk om de krachten te berekenen die in elk van hen inwerken. Houd er rekening mee dat tegengestelde invloedsvectoren de staaf samendrukken en omgekeerd: rekken deze uit als ze tegengesteld aan elkaar zijn gericht.

Definitie van sectie van elementen

Wanneer alle effectieve belastingen van het vakwerk bekend zijn, is het tijd om de dwarsdoorsnede van de elementen te bepalen. Het hoeft niet voor alle onderdelen gelijk te zijn: traditioneel wordt de band gemaakt van gewalste producten met een grotere doorsnede dan de vuldelen. Dit zorgt voor een veiligheidsmarge voor het ontwerp.

Waar: F tr is het dwarsdoorsnedeoppervlak van het uitgerekte deel; N- inspanning van ontwerpbelastingen; Ry γ s

Als alles relatief eenvoudig is met breukbelastingen voor stalen onderdelen, wordt de berekening van samengeperste staven niet uitgevoerd voor sterkte, maar voor stabiliteit, omdat het eindresultaat kwantitatief minder is en daarom als een kritische waarde wordt beschouwd. U kunt het berekenen met behulp van een online calculator, of u kunt het handmatig doen, nadat u eerder de lengtereductiecoëfficiënt heeft bepaald, die bepaalt over welk deel van de totale lengte de staaf kan buigen. Deze coëfficiënt hangt af van de methode voor het bevestigen van de randen van de staaf: voor eindlassen is het eenheid, en in de aanwezigheid van "idealiter" stijve hoekplaten kan deze 0,5 benaderen.

Waar: F tr is het dwarsdoorsnedeoppervlak van het samengedrukte deel; N— kracht van ontwerpbelastingen; φ — longitudinale buigcoëfficiënt van samengedrukte elementen (bepaald uit de tabel); Ry— berekende weerstand van het materiaal; γ s— coëfficiënt van de arbeidsomstandigheden.

U moet ook de minimale draaistraal kennen, gedefinieerd als vierkantswortel uit het quotiënt van het axiale traagheidsmoment gedeeld door het dwarsdoorsnedeoppervlak. Het axiale moment wordt bepaald door de vorm en symmetrie van de doorsnede; het is beter om deze waarde uit de tabel te halen.

Waar: ik x— draaistraal van de sectie; J x— axiaal traagheidsmoment; F tr is het dwarsdoorsnedeoppervlak.

Als u dus de lengte (rekening houdend met de reductiecoëfficiënt) deelt door de minimale draaistraal, kunt u een kwantitatieve waarde voor flexibiliteit verkrijgen. Voor een stabiele staaf wordt aan de voorwaarde voldaan dat het quotiënt van de belasting gedeeld door het dwarsdoorsnedeoppervlak niet kleiner mag zijn dan het product van de toelaatbare drukbelasting en de knikcoëfficiënt, die wordt bepaald door de flexibiliteit van een bepaalde staaf en het materiaal waaruit het is vervaardigd.

Waar: l x— ontwerplengte in het vlak van de spant; ik x— minimale rotatiestraal van de sectie langs de x-as; l j— geschatte lengte vanaf het vlak van de spant; ik j— minimale rotatiestraal van de sectie langs de y-as.

Houd er rekening mee dat de hele essentie van de werking van de truss wordt weerspiegeld in de berekening van de samengedrukte staaf voor stabiliteit. Als de doorsnede van een element onvoldoende is om de stabiliteit ervan te garanderen, hebben we het recht om fijnere verbindingen toe te voegen door het bevestigingssysteem te veranderen. Dit bemoeilijkt de truss-configuratie, maar zorgt voor meer stabiliteit met minder gewicht.

Onderdelen maken voor de boerderij

De nauwkeurigheid van de spantconstructie is uiterst belangrijk, omdat we alle berekeningen hebben uitgevoerd met behulp van de vectordiagrammethode, en een vector kan, zoals we weten, alleen absoluut recht zijn. Daarom zullen de kleinste spanningen die ontstaan ​​als gevolg van kromming als gevolg van een onjuiste montage van de elementen de spant extreem onstabiel maken.

Eerst moet u beslissen over de afmetingen van de buitenste riemonderdelen. Als alles vrij eenvoudig is met de onderbalk, dan kun je om de lengte van de bovenste balk te vinden de stelling van Pythagoras of de trigonometrische verhouding van zijden en hoeken gebruiken. Dit laatste verdient de voorkeur bij het werken met materialen als hoekstaal en profielbuis. Als de hoek van de spanthelling bekend is, kan deze als correctie worden aangebracht bij het bijsnijden van de randen van onderdelen. De rechte hoeken van de riem worden verbonden door ze af te snijden op 45°, de schuine hoeken worden verbonden door de hellingshoek aan de ene kant van het gewricht op te tellen bij 45° en deze af te trekken van de andere kant.

De vuldetails zijn naar analogie met de riemelementen uitgesneden. Het belangrijkste voordeel is dat de truss een strikt gestandaardiseerd product is en dat de vervaardiging ervan daarom nauwkeurige details vereist. Net als bij de berekening van de impact moet elk element afzonderlijk worden bekeken, waarbij de toespoorhoeken en dienovereenkomstig de snijhoeken van de randen worden bepaald.

Heel vaak worden spanten gemaakt met radiusspanten. Dergelijke constructies hebben een complexere berekeningsmethode, maar een grotere structurele sterkte vanwege een meer uniforme belastingsperceptie. Het heeft geen zin om de vulelementen afgerond te maken, maar voor banddelen is dit wel toepasbaar. Typisch bestaan ​​gebogen spanten uit verschillende segmenten die zijn verbonden op de convergentiepunten van de opvulbeugels, waarmee tijdens het ontwerp rekening moet worden gehouden.

Montage op hardware of laswerk?

Concluderend zou het leuk zijn om het praktische verschil te schetsen tussen de methoden voor het assembleren van een spant door middel van lassen en het gebruik van afneembare aansluitingen. We moeten beginnen met het feit dat het boren van gaten voor bouten of klinknagels in het lichaam van een element vrijwel geen invloed heeft op de flexibiliteit ervan en daarom in de praktijk niet in aanmerking wordt genomen.

Als het ging om de methode voor het bevestigen van de spantelementen, ontdekten we dat in de aanwezigheid van hoekplaten de lengte van het deel van de staaf dat kan buigen aanzienlijk wordt verminderd, waardoor de dwarsdoorsnede kan worden verkleind. Dit is het voordeel van het monteren van de spant op hoekplaten, die aan de zijkant van de spantelementen worden bevestigd. In dit geval is er geen specifiek verschil in de montagemethode: de lengte van de lasnaden zal gegarandeerd voldoende zijn om geconcentreerde spanningen in de knooppunten te weerstaan.

Als de truss wordt samengesteld door elementen zonder hoekplaten met elkaar te verbinden, zijn speciale vaardigheden vereist. De sterkte van de gehele spant wordt bepaald door de minst sterke eenheid, en daarom kan een defect in het lassen van ten minste één van de elementen leiden tot de vernietiging van de gehele constructie. Als de lasvaardigheid onvoldoende is, wordt aanbevolen om te monteren met bouten of klinknagels met behulp van klemmen, hoekbeugels of oplegplaten. In dit geval moet elk element op minimaal twee punten aan de unit worden bevestigd.

Voordat u met de vervaardiging van een structuur begint, moet u een schets maken waarmee u deze kunt zien algemeen beeld het onderwerp constructie, het uiterlijk van de afzonderlijke elementen. Op volgende fase er wordt een tekening gemaakt die de hoofdafmetingen van de gehele constructie toont, evenals de afmetingen van de bijpassende elementen. Om sterkte te bereiken, moet u een luifel van polycarbonaat berekenen.

Ontwerpparameters

Om de algehele sterkte van de constructie te garanderen, spelen de afmetingen van de panelen een belangrijke rol: dikte, lengte, breedte.

De afmetingen van de polycarbonaatplaat+ zijn rechtstreeks verantwoordelijk voor de sterkte van het paneel.

Om ervoor te zorgen dat een dak opgebouwd uit polycarbonaatplaten de nodige sterkte heeft, is het, rekening houdend met sneeuw- en windbelasting, noodzakelijk om te selecteren optimale dikte panelen.

Monolithische platen zijn verkrijgbaar in de diktes 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 en 12 mm.

Honingraatplaten hebben de volgende dikteparameters:

• tot 32 mm - vijflaags met schuine celwanden, aangeduid met SX;
• 16-20 mm - vijf lagen, waarbij de cel de vorm heeft van een rechthoek, aangeduid met SW;
• tot 16 mm - drielaags, met een rechthoekige celstructuur, evenals verstelbare verstijvers - 3X;
• 6-10 mm – drielaags, waarvan de celstructuur rechthoekig is – 3H;
• 4, 6, 6, 10 mm – met vierkante cellen – 2H.

Bestaat verschillende soorten cellulair polycarbonaat

Het monolithische polymeer heeft parameters van 3050 x 2050 mm.

Video: “Gebogen overkapping 8 x 6 meter”

In deze video leer je hoe je een gebogen luifel van polycarbonaat maakt:

Hoe u de berekeningen correct uitvoert

Om te berekenen sterkte kenmerken structuren gemaakt van elk plastic materiaal dat u moet kennen:

• doel van de structuur;
• de plaats waar het zich zal bevinden;
• sfeervol interieurontwerp;
• afmetingen van het te bedekken object;
• sneeuwbelasting, windkracht;
• algemene afmetingen, mechanische kenmerken polycarbonaat panelen;
• framevorm;
• framemateriaal, spanten, steunen, lateien, omhulsels, bevestigingsmiddelen.

Voordat u een polycarbonaatplaat installeert om een ​​overkapping te maken, moet u weten van welk materiaal het frame is gemaakt

Sterkteberekeningen worden zowel voor de gehele constructie als voor uitgevoerd individuele elementen. De complexiteit van de berekening vereist het gebruik van speciale kennis over de sterkte van materialen en de beschikbaarheid van referentiegegevens die nodig zijn voor gebruik. In de praktijk zijn empirisch verkregen gegevens acceptabeler voor de constructie van individuele bouwprojecten.

Het wordt aanbevolen dat de lengte van de overkapping een veelvoud is van de breedte van het paneel, en de breedte een veelvoud van 2, 3, 4, 6, 12 m. De afmetingen van het dak moeten de bescherming van het onderdak garanderen van sterke wind, schuine zonnestralen. De hoogte van de constructie moet groter zijn dan de hoogte van het te bedekken object, maar niet minder dan 180 cm. Boven de machine is een geventileerde ruimte van maximaal 10 cm vereist eigenaar.

• ronde stalen buis met een diameter van 100 mm;

Om een ​​luifel van polycarbonaat te installeren, wordt aanbevolen om steunen van stalen buizen met een diameter van 100 mm te installeren

• geprofileerde stalen buis van 80×80 mm;
• houten balk 150×150 mm;
• houtblokken met een diameter van 150–200 mm.

Het draaien in de lengterichting wordt uitgevoerd in stappen van maximaal 70 cm, in de dwarsrichting - tot 100 cm.

De berekening van de structurele sterkte van een constructie hangt af van het type dak (enkel, geveltop, gebogen).

Voor een schuin dak

Er zijn twee soorten schuine daken:

• met bevestiging aan de muur van het gebouw;
• zonder bevestiging aan de muur van een gebouw of een vrijstaand gebouw.

De methode om het frame aan de funderingssteunen te bevestigen is het belangrijkste verschil tussen de typen luifels met één steek.

Er zijn twee soorten schuine daken: vast aan de muur of als los gebouw

Een overkapping die aan de muur van een gebouw is bevestigd, is een constructie waarvan het voordeel is dat deze de helft minder steunpalen heeft, aangezien de functie van steunen aan één kant van de overkapping wordt uitgevoerd door de muur van het huis. In dit geval wordt een spant in de vorm van een langwerpige driehoek geïnstalleerd met het uiteinde van de korte zijde op een balk die aan de muur van het huis is bevestigd. Het andere uiteinde van de spant rust op de steunsteun.

De elementen van elk type vizier worden geteld volgens het volgende schema:

Voor zadeldak

Het berekenen van de kenmerken van een constructie met een zadeldak is vergelijkbaar met het berekenen van de sterkte van een aangebouwde overkapping.

Het berekenen van de afmetingen van een aanbouwluifel is vergelijkbaar met het berekenen van de afmetingen van een gevelluifel

Er zijn drie verschillen:

• console in de vorm van gelijkbenige driehoek, – kan integraal of samengesteld zijn;
• vanwege de toename van het gewicht van de consoles, wordt voor een meer uniforme verdeling van hun massa aanbevolen om het aantal verticale steunen te vergroten;
• installatie van een nokbalk en een nok is vereist.

Voor gebogen luifel

Boogvormige structurele elementen worden op dezelfde manier berekend als voor een aanbouwconstructie.

Besparingen op het gebruikte materiaal worden verzekerd door een verlaging van de kosten als gevolg van de extra sterkte die hierdoor wordt bereikt ontwerpfunctie:

• buigen van polymeerpanelen, omdat de vorm zelf de sterkte verhoogt;

Vanwege het ontwerpkenmerk blijkt de gebogen overkapping een zeer sterke structuur te zijn

• de gebogen vorm van de spanten, waardoor, door de wanddikte van het metalen profiel of de dwarsdoorsnede van de balk te verminderen, het materiaalverbruik kan worden verminderd.

Voor een vrijstaand gebouw

Bij het berekenen van een luifel in de tuin moet niet alleen rekening worden gehouden met de grootte, maar ook met de hoeveelheid neerslag in de winter, omdat sneeuw een sterke mechanische belasting heeft. Om deze reden is een driehoek de beste optie om het frame stevigheid te geven. Bovendien is dit de enige geometrische figuur die niet voor speling zorgt.

Voor berekeningen nemen we een voorwaardelijke dakbreedte van 6 m en een lengte van 10,6 m. Polycarbonaat is nodig met een breedte van 2100 × 600 mm. Spanten kunnen worden gemaakt uit een buisprofiel (60×40 mm) of houten plank(100×50mm). Uiteraard verdient een metalen profiel de voorkeur vanwege de zeer lange levensduur.

Bij het bouwen van een overkapping als een afzonderlijke structuur moet rekening worden gehouden met de hoeveelheid sneeuw die in de winter valt

De optimale optie wordt beschouwd als een ontwerp waarbij bovenste deel pijlstaartrog - 240 cm, en spant apparaat bestaat uit elf driehoeken. Rekening houdend met het feit dat metalen profielen hebben in de regel een lengte van 6 m, de breedte zal echter per stuk iets naar beneden variëren spant been Er zijn zes profielen nodig, rekening houdend met verticale en hellende jumpers. U hebt dus zes spanten en vijf polycarbonaatplaten nodig.

In principe kun je op metaal besparen door slechts twee driehoeken te maken. Dan wordt de berekening van het luifelframe verminderd met minimaal twee profielen per dakspantpoot, maar als het er zes zijn, dan zijn dit al twaalf profielen. Voor gemiddelde neerslag is dit echter voldoende.

Wat voor soort schuur u ook bouwt, een correcte berekening garandeert een langdurige, probleemloze werking.

In het artikel 'Hoe u de dakbelasting in uw regio kunt bepalen' hebben we gekozen voor de klassieke versie zadeldak. Maar heel vaak zijn er situaties waarin luifels aan een huis worden bevestigd, en niet iedereen weet dat deze luifels veel meer met sneeuw zullen worden belast dan het dak zelf. Bij het verzamelen van sneeuwladingen bestaat er zoiets als een sneeuwzak. Als er hoogteverschillen op het dak zijn, of de overkapping grenst gewoon aan een hoge muur, dan is dat het geval gunstige omstandigheden om op deze plek een sneeuwjacht te maken. En hoe hoger de muur waaraan het dak grenst, hoe groter de hoogte van deze sneeuwbank zal zijn en hoe groter de belasting de ondersteunende constructies zal beïnvloeden. Soms kan een sneeuwzak de standaard sneeuwbelasting meerdere malen verhogen.

Laten we de situatie bekijken aan de hand van een voorbeeld.

Huis met zadeldak. Aan beide zijden is er een luifel aan bevestigd. Het is noodzakelijk om de sneeuwbelasting per 1 m 2 van het dak van het huis en twee luifels te bepalen. Bouwoppervlakte – regio Kiev (160 kg/m2).

1) Laten we de sneeuwbelasting op het dak van het huis bepalen.

Dakhoek 35 graden. Laten we diagram 1 van bijlage Zh DBN V.1.2-2:2006 “Belastingen en impacts” openen.

Omdat de hellingshoek van het dak past niet in het bereik van 20-30 graden, en er zijn geen bruggen met lantaarns, dan moeten we het belastingsdiagram nemen volgens optie 1 - hetzelfde voor het hele dak.

Door interpolatie bepalen we:

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

γfe

S 0

MET = μC e C alt = 0,71*1*1 = 0,71 – volgens artikel 8.6 van de DBN.

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

γ fm= 1,14 – volgens Tabel 8.1 van de DBN “Belastingen en Slagen”, met dien verstande dat de levensduur van de woning 100 jaar bedraagt ​​(opgegeven door de klant),

S 0 = 160 kg/m2 – volgens de initiële gegevens,

MET = μC e C alt = 0,29*1*1 = 0,71 – volgens artikel 8.6 van de DBN.

2) Laten we de sneeuwbelasting bepalen op de overkapping langs de lange (12 meter) zijde van het gebouw.

Laten we diagram 8 van bijlage Zh DBN V.1.2-2:2006 “Belastingen en impacts” openen.

Omdat We hebben een overkapping, geen veranda met muren, we moeten voor optie “b” gaan.

H= 1 meter > S 0 /2 H μ moeten worden bepaald. (Anders zou één coëfficiënt μ 1 gelden voor de gehele overkapping).

Laten we de coëfficiënt bepalen μ voor ons geval:

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

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

M 1 = 0,3 – voor vlakke bekleding huizen met een helling van meer dan 20 graden;

M 2 = 0,5k 1 k 2 k 3 = 0,5*0,46*0,83*1 = 0,19 (met de lengte van de overkapping langs het huis 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 – hellingshoek van de luifel);

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

L 1 " = L 1 = 9 m – bij afwezigheid van verlichting;

L 2 " = L 2

H

μ = 4,08 > 2 H/ S 0 = 2*1/1,6 = 1,25 (hier μ B volgens de formule:

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.

Omdat B= 11 meter > 5 H B= 5 meter.

Laten we de waarden vergelijken:

B= 5 m > L 2

Laten we de coëfficiënt bepalen μ 1:

μ 1= 1 – 2m2 = 1 – 2*0,19 = 0,62.

De operationele sneeuwbelasting per 1 m 2 van de horizontale projectie van het dak van het huis wordt bepaald door formule 8.2:

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

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

γfe= 0,49 – volgens tabel 8.3 DBN “Belastingen en stoten”,

S 0 = 160 kg/m2 – volgens de initiële gegevens,

MET = μC e C alt =

C 1 = μ 1 C e C alt = 0,62*1*1 = 0,62 – volgens artikel 8.6 van de DBN.

De maximale ontwerpwaarde van de belasting per 1 m 2 van de horizontale projectie van het dak van de woning wordt bepaald door formule 8.1:

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) Laten we de sneeuwbelasting bepalen op de overkapping langs de korte (9 meter) zijde van het gebouw.

Bij deze overkapping is het verschil door de vorm van het fronton H zal anders zijn, dus de sneeuwbelasting zal niet alleen variabel zijn over, maar ook langs het bladerdak.

A. Laten we de waarden vinden sneeuw belasting voor het maximale hoogteverschil h = 4,5 m.

Laten we eens kijken of het nodig is om rekening te houden met de lokale belasting bij de val (hier en hieronder wordt de waarde van S 0 in kPa genomen):

H= 4,5 meter > S 0 /2 H= 1,6/(2*4,5) = 0,17 m – er moet rekening worden gehouden met lokale belasting, coëfficiënt μ moeten worden bepaald.

Laten we de coëfficiënt bepalen μ :

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

tegelijkertijd μ = 2,18 < 6 (для навесов) и μ = 2,18 < 2H/ S 0 = 2*4,5/1,6 = 5,6 – we accepteren eindelijk μ = 2,18.

M 1 = 0,4 – voor een plat dak van een huis met een helling van minder dan 20 graden (het dak heeft geen helling in deze richting);

M 2 = 0,5k 1 k 2 k 3 A < 21 м);

k 1 = √A/21 = √7,5/21 = 0,6 (hier A– lengte van de overkapping langs het gebouw);

k 2 = 1 – β /35 = 1 – 6/35 = 0,83 (hier β – hellingshoek van de luifel);

k 3 = 1 – φ /30 = 1 – 0/30 = 1 > 0,3 (hier φ – de hellingshoek van de overkapping langs het huis, deze is te zien in optie “c” van diagram 8).

L 1 " = L 1

L 2 " = L 2 = 2 m – bij afwezigheid van verlichting;

H= 4,5 m – het verschil tussen het dak en de overkapping.

Laten we de lengte van de zone met verhoogde sneeuwafzettingen vinden. Laten we de toestand controleren:

μ = 2,18 < 2 H/ S 0 = 2*4,5/1,6 = 5,6, dan vinden we B volgens de formule:

B = 2H= 2*4,5= 9 m< 16 м.

Laten we de waarden vergelijken:

B= 9 m > L 2 = 2 m – de berekening wordt uitgevoerd volgens optie 2 van schema 8.

Laten we de coëfficiënt bepalen μ 1:

μ 1= 1 – 2 M 2 = 1 – 2*0,25 = 0,5.

De operationele sneeuwbelasting per 1 m 2 van de horizontale projectie van het dak van het huis wordt bepaald door formule 8.2:

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

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

γfe= 0,49 – volgens tabel 8.3 DBN “Belastingen en stoten”,

S 0 = 160 kg/m2 – volgens de initiële gegevens,

MET = μC e C alt = 2,18*1*1 = 2,18 – volgens clausule 8.6 van de DBN,

C 1 = μ 1 C e C alt =

De maximale ontwerpwaarde van de belasting per 1 m 2 van de horizontale projectie van het dak van de woning wordt bepaald door formule 8.1:

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 – volgens Tabel 8.1 van de DBN “Belastingen en Slagen”, met dien verstande dat de levensduur van de woning 100 jaar bedraagt ​​(opgegeven door de klant).

B. Laten we de sneeuwbelastingwaarden vinden voor de minimale valhoogte h = 1,0 m.

Laten we eens kijken of het nodig is om rekening te houden met de lokale belasting bij de val (hier en hieronder wordt de waarde van S 0 in kPa genomen):

H= 1 meter > S 0 /2 H= 1,6/(2*1) = 0,8 m – het is noodzakelijk om rekening te houden met de lokale belasting, coëfficiënt μ moeten worden bepaald.

Laten we de coëfficiënt bepalen μ voor ons geval:

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

tegelijkertijd μ = 6,3 > 6 (voor luifels) en μ = 6.3 > 2H/ S 0 = 2*1/1,6 = 1,25 – we accepteren eindelijk μ = 1.25.

M 1 = 0,4 – voor een plat dak van een huis met een helling van minder dan 20 graden (in deze richting is de dakhelling nul);

M 2 = 0,5k 1 k 2 k 3 = 0,5*0,6*0,83*1 = 0,25 (met de lengte van de overkapping langs het huis A < 21 м);

k 1 = √A/21 = √7,5/21 = 0,6 (hier A– lengte van de overkapping langs het gebouw);

k 2 = 1 – β /35 = 1 – 6/35 = 0,83 (hier β – hellingshoek van de luifel);

k 3 = 1 – φ /30 = 1 – 0/30 = 1 > 0,3 (hier φ – de hellingshoek van de overkapping langs het huis, deze is te zien in optie “c” van diagram 8).

L 1 " = L 1 = 12 m – bij afwezigheid van verlichting;

L 2 " = L 2 = 2 m – bij afwezigheid van verlichting;

H= 1 m – het verschil tussen het dak en de overkapping.

Laten we de lengte van de zone met verhoogde sneeuwafzettingen vinden. Laten we de toestand controleren:

μ = 6.3 > 2 H/ S 0 = 2*1/1,6 = 1,25 (hier μ we nemen wat er in de berekening is gevonden, en niet wat uiteindelijk werd geaccepteerd), en dan vinden we B volgens de formule:

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.

Omdat B= 15,5 m > 5 H= 5*1 = 5 m, definitieve acceptatie B= 5 meter.

Laten we de waarden vergelijken:

B= 5 m > L 2 = 2 m – de berekening wordt uitgevoerd volgens optie 2 van schema 8.

Laten we de coëfficiënt bepalen μ 1:

μ 1= 1 – 2 M 2 = 1 – 2*0,25 = 0,5.

De operationele sneeuwbelasting per 1 m 2 van de horizontale projectie van het dak van het huis wordt bepaald door formule 8.2:

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

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

γfe= 0,49 – volgens tabel 8.3 DBN “Belastingen en stoten”,

S 0 = 160 kg/m2 – volgens de initiële gegevens,

MET = μC e C alt = 1,25*1*1 = 1,25 – volgens clausule 8.6 van de DBN,

C 1 = μ 1 C e C alt = 0,5*1*1 = 0,5 – volgens artikel 8.6 van de DBN.

De maximale ontwerpwaarde van de belasting per 1 m 2 van de horizontale projectie van het dak van de woning wordt bepaald door formule 8.1:

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 – volgens Tabel 8.1 van de DBN “Belastingen en Slagen”, met dien verstande dat de levensduur van de woning 100 jaar bedraagt ​​(opgegeven door de klant).

Als we dus de resultaten voor de drie delen van het voorbeeld vergelijken, krijgen we het volgende:

De figuur toont grafisch de relatie tussen de projecties van operationele sneeuwbelastingen voor een huis en twee schuren. Voor een huis bedraagt ​​de laagste sneeuwbelasting 55,7 kg/m2 (blauw weergegeven). Voor de eerste overkapping (langs de 12 meter lange muur van het huis) wordt al een enorme “sneeuwbank” verkregen, waarvan de belasting 98 kg/m2 is aan de muur van het huis en 48,6 kg/m2 aan de rand van het huis. baldakijn (weergegeven in roze). Voor de tweede schuur, gelegen aan de hoge gevel van het huis (langs de 9 meter lange muur van het huis), is de situatie aanzienlijk verslechterd: de sneeuwbank bereikt zijn maximale omvang nabij de muur in het gebied zelf hoogtepunt nok en geeft een belasting van 170 kg/m2, dan daalt de “hoogte” naar de randen van het huis toe tot 98 kg/m2 aan de ene kant en tot 122 kg/m2 aan de andere (we vinden dit door interpolatie), en naar de rand van de overkapping neemt de belasting af tot 39,2 kg/m2 (groen weergegeven).

Houd er rekening mee dat de figuur niet de afmetingen van de "drifts" toont, maar de omvang van de belasting die de geveegde sneeuwbanken zullen geven. Dit is belangrijk.

Als resultaat hiervan toonde onze analyse bijvoorbeeld aan dat bevestigde luifels het risico met zich meebrengen van aanzienlijke overbelasting van constructies, vooral die grenzend aan hoge gebouwen. verticale muur Huizen.

Tot slot wil ik nog één advies geven: om de belasting op een overkapping die aan een muur is bevestigd evenwijdig aan de nok van de woning te minimaliseren, moet u gebruik maken van de voorwaarde uit diagram 8 van bijlage G bij de DBN “Belastingen en impacts " (we hebben deze voorwaarde helemaal aan het begin van de berekening gecontroleerd):

Als in ons voorbeeld de hoogte van het verschil niet 1 m, maar 0,7 m was, dan zou aan de volgende voorwaarde zijn voldaan:

H= 0,7 meter< S 0 /2 H= 1,6/(2*0,7) = 1,14 m - en zoals geschreven in paragraaf 3 hoeft er geen rekening meer te worden gehouden met de lokale belasting bij de val. Wat betekent dit? Wanneer rekening moet worden gehouden met de lokale belasting, wordt ter hoogte van de val de sneeuwbelasting bepaald met de coëfficiënt μ , en aan de rand van de overkapping - met een aanzienlijk lagere coëfficiënt μ 1. Als er geen rekening hoeft te worden gehouden met de lokale belasting, wordt met de coëfficiënt de belasting op de gehele overkapping bepaald μ 1. In ons voorbeeld de verhouding μ/μ 1= 1,25/0,62 = 2, d.w.z. Door de overkapping 30 cm te verhogen kunnen we de sneeuwbelasting halveren.

In dit artikel zijn voorbeelden berekend volgens Oekraïense normen (DBN “Belastingen en impacts”). Als u volgens andere normen berekent, controleer dan de coëfficiënten; anders zijn de sneeuwbelastingschema's van DBN en SNiP hetzelfde.

Voordat u met uw eigen handen een overkapping gaat maken, moet u een tekening maken en alle elementen en bevestigingspunten berekenen, zodat u kunt bouwen betrouwbare constructie met minimale financiële en arbeidskosten. Het tekenen en ontwerpen van een overkapping gemaakt van metalen constructies zal helpen bij het oplossen van een aantal problemen, variërend van de nomenclatuur en de hoeveelheid gekochte bouwmaterialen tot de buitenkant van het gebouw en het algemene ontwerp van de site.

Het artikel geeft een lijst met vereisten voor de constructie, voorbeelden van berekeningen van de meest voorkomende constructies en algemene aanbevelingen over het ontwerpen van een carport met uw eigen handen, tekeningen en diagrammen.

Wat moet een overkappingsproject bevatten?

• Berekening van de sterkte van dragende constructies - steunen en spanten;
• Berekening van de dakwindkracht (weerstand tegen windbelasting);
• Berekening van de sneeuwbelasting op het dak;
• Schetsen en algemene tekeningen overkapping;
• Tekeningen van de belangrijkste structurele elementen met indicaties van de totale afmetingen;
• Ontwerp- en schattingsdocumentatie, inclusief berekening van de hoeveelheid bouwmaterialen elk type en hun kosten. Afhankelijk van de ervaring van de ontwikkelaar kan er rekening worden gehouden met verbruiksnormen (besparingen tijdens de installatie), of kan er eenvoudigweg 10-15% worden toegevoegd aan de beelden van gewalst metaal.

Luifel voor het huis - projecten, foto's van constructies die verschillende functies vervullen

Algemene eisen voor een carport

Constructies die zijn opgericht om het voertuig te beschermen, moeten aan de volgende operationele en technische vereisten voldoen:

• De afmetingen van de overkapping volgens de tekening moeten voldoende zijn om de auto vrij te kunnen huisvesten;
• De vorm van de overkapping biedt bescherming tegen vocht, indien mogelijk wordt bij de berekeningen rekening gehouden met de heersende wind;
• Het ontwerp beschermt de hele dag tegen blootstelling aan direct zonlicht;
• Onbelemmerde, voldoende brede toegang tot de overkapping, indien mogelijk zonder bochten langs het gehele traject;
• De machine moet van alle kanten vrije toegang hebben;
• Voldoende eenvoud van de tekening, draagconstructies en frame voor een overkapping van profielbuis of ander materiaal;
• Harmonieuze combinatie met de woning en bebouwing op het perceel;
• Minimaliseren van de kosten voor de aanschaf van bouwmaterialen en het uitvoeren van installatiewerkzaamheden.

Het eenvoudigste voor het apparaat aangebouwde luifel van een metalen profiel met uw eigen handen, tekenen met basisafmetingen

Soorten luifelvormen en hun operationele kenmerken en tekeningen

De belangrijkste ruimtelijke structuur van de overkapping, in overeenstemming met de tekening, is dakspant. Het berekenen van de vorm, dikte en dwarsdoorsnede van het metaal, evenals het tekenen van de plaatsing van hellingen, veroorzaakt de grootste moeilijkheden.

Voornaamst structurele elementen luifelspanten zijn boven- en onderkoorden die een ruimtelijke contour vormen. Materialen voor montage kunnen gewalste of gelaste I-balken, hoeken, kanalen of gegolfde buizen met vierkante en ronde doorsnede zijn. Het met uw eigen handen samenstellen van een truss voor een overkapping kan in de volgende vormen worden gedaan:

1. Parallelle riemen. De helling van de afgewerkte overkapping volgens de tekening bedraagt ​​niet meer dan 1,5%, geschikt voor platte daken Met rol coating. De verhouding tussen hoogte en lengte is van 1/6 tot 1/8. Dit type frame heeft verschillende voordelen:

• Alle staven van de riemen voor het ruimtelijke rooster hebben dezelfde lengte;
• Minimum aantal verbindende knooppunten;
• Eenvoudige berekening van de interface van structuren.

Een tuinhuisje maken - een luifel gemaakt van polycarbonaat met uw eigen handen, tekening, foto van de voltooide structuur

1. Trapeziumvormig (enkele helling). De hellingshoek volgens de tekening varieert van 6-15 0. de verhouding tussen hoogte en lengte in het midden van het product is 1/6. Heeft een verhoogde framestijfheid
2. Veelhoekig - uitsluitend gebruikt voor grote overspanningen van 10 m of meer; het gebruik ervan voor kleine luifels is irrationeel vanwege de ongerechtvaardigde complexiteit van de tekening en het product zelf. Uitzonderingen hierop kunnen luifels zijn met in de fabriek vervaardigde gebogen (boog)spanten.

Constructie van een vrijdragende, veelhoekige overkapping gemaakt van metalen profielen met uw eigen handen, tekening

1. Driehoekig. Ze worden gebruikt voor verhoogde sneeuwbelastingen; de helling van de gevelkap is 22-30 0. Het belangrijkste ontwerpnadeel is de complexiteit van de tekening en uitvoering van de scherpe eenheid aan de basis van het product, evenals het feit dat de staven in het midden te lang zijn. De verhouding tussen hoogte en breedte in kleine spanten voor een luifel van polycarbonaat is volgens de tekening niet groter dan 1/4, 1/5.

DIY-installatie van een driehoekige overkapping van golfplaten, ontwerptekening met de hoofdafmetingen

1. Gebogen balken. Het meest ergonomische type boerderij. Het kenmerk ervan is het vermogen om buigmomenten in de dwarsdoorsneden van de constructie te minimaliseren. In dit geval wordt het boogmateriaal onderworpen aan compressie. Dat wil zeggen, het tekenen en berekenen van de spant voor de overkapping, de berekening van de structuur van de overkapping kan worden uitgevoerd volgens een vereenvoudigd schema, waarbij wordt aangenomen dat de belasting van de dakbedekking, de bevestigingsmantel en de sneeuw gelijkmatig is verdeeld over het gehele gebied.

Voorbeeld van het berekenen van een carport

Bij het ontwerpen van een overkapping en het maken van de tekening ervan, is het noodzakelijk om te berekenen:

1. Horizontale en verticale steunreacties van de spant bepalen de effectieve spanningen in de dwarsrichtingen en selecteren, op basis van de verkregen gegevens, de dwarsdoorsnedewaarde van het steunprofiel;
2. Sneeuw- en windbelasting op de dakbedekking;
3. Het dwarsdoorsnedeoppervlak van een excentrisch samengedrukte kolom.

Berekening van een gebogen spant

Berekeningstekening voor een spant gemaakt van een profielbuis voor een overkapping met een optimale boogvorm

We nemen bijvoorbeeld aan dat de afstand tussen de steunen 6 m is en dat de hoogte van de boog 1,3 m is. Op het dak van de overkapping werken dwars- en longitudinale krachten, die tangentiële en normale spanningen vormen. We berekenen de doorsnede van de profielbuis die in het ontwerp wordt gebruikt met behulp van de formule:

σ pr = (σ 2 +4 τ 2) 0,5 ≥ R/2, waarbij

R - sterkte van staalsoort C235 - 2350 kgf/cm 2;

σ – normale spanning, berekend met de formule:

σ = N/F, waarbij

F is het vereiste dwarsdoorsnedeoppervlak van de buis.

N – geconcentreerde belasting op het boogslot (we nemen 914,82 kgf uit de belastingstabel constructies bouwen"Handboek voor ontwerpers", uitg. AA Umanski).

τ – schuifspanning, die wordt berekend met de formule:

τ = QS ots /b×I, waarbij

I – traagheidsmoment;

b – sectiebreedte (gelijk verondersteld over de gehele berekende hoogte);

QS ots – statisch moment, dat wordt bepaald door de formule:

S ots = ∑у i F i .

Met behulp van de benaderingsmethode (sequentiële selectie van indicatoren uit de beschikbare gegevensarray) selecteren we secties uit het assortiment bouwmaterialen dat verkrijgbaar is bij distributeurs van gewalst metaal. We gebruiken het meest populaire profiel - metalen pijp vierkante doorsnede 30x30x3,5 mm. Daarom is de doorsnede gelijk aan F = 3,5 cm 2. En het traagheidsmoment I = 3,98 cm 4. ∑у i– indicator van het berekende grensgedeelte (hoe meer gegevensindicatoren er zijn). verschillende punten de structuur wordt berekend, hoe nauwkeuriger de verkregen sterkte-indicatoren van het gehele product) ter vereenvoudiging nemen we een coëfficiënt van 0,5 (berekeningen worden gemaakt voor het midden van de boog - de plaats van de grootste conjugatie van belastingen).

Vervang de gegevens in de formule:

S ots = 0,5x3,5 = 1,75 cm3;

De primaire formule zal na vervanging zijn volgende weergave:

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

Daarom het geselecteerde pijpgedeelte vierkant profiel 30x30x3,5 mm gemaakt van C235 staal, voldoende voor een apparaat van 6 meter gebogen spant bedekt met polycarbonaat, golfplaten, metalen tegels of metaal oprile.

Berekening van kolommen

De berekening wordt gemaakt in overeenstemming met SNiP II-23-81 (1990). Volgens de berekeningsmethode metalen kolommen Wanneer u met uw eigen handen een carport bouwt, moeten de tekeningen er rekening mee houden dat het vrijwel onmogelijk is om een ​​geconcentreerde belasting precies op het midden van de dwarsdoorsnede uit te oefenen. Daarom is de formule voor het bepalen van het ondersteuningsgebied als volgt:

F = N/φR j, Waar

F – vereist dwarsdoorsnedeoppervlak;

φ – knikcoëfficiënt;

N – geconcentreerde belasting uitgeoefend op het zwaartepunt van de steun;

R y – ontwerpweerstand van het materiaal, bepaald aan de hand van naslagwerken.

φ - afhankelijk van het materiaal (staalsoort) en ontwerpflexibiliteit - λ, bepaald door de formule:

λ = l ef/ i, Waar

l ef – de ontwerplengte van de kolom, afhankelijk van de methode om de uiteinden vast te zetten, wordt bepaald door de formule:

l ef = μ l, Waar

ik – werkelijke lengte van de kolom (3m);

μ – coëfficiënt van SNiP II-23-81 (1990), rekening houdend met de bevestigingsmethode.

Kolombevestigingscoëfficiënt volgens de tekening van een luifel gemaakt van een profielbuis

Vervang de gegevens in de formule:

F = 3000/(0,599 2050) = 2,44 cm², afgerond op 2,5 cm².

In de assortimentstabel profiel producten We zijn op zoek naar een draaistraalwaarde die groter is dan de verkregen waarde. Voldoet aan de vereiste indicatoren stalen pijp Met doorsnede 70×70 mm en een wanddikte van 2 mm, met een draaistraal van 2,76.

Sneeuw- en windbelasting op dakbedekkingen

Gemiddelde gegevens over wind- en sneeuwbelasting per regio zijn afkomstig van SNiP “Loads and Impacts”. Laten we als voorbeeld de maximale waarde voor Moskou en de regio Moskou nemen, deze is 23 kg/m 2. Maar dit windbelasting op een constructie met muren. In ons geval dragende constructies de kolommen steken uit, daarom zal de coëfficiënt van positieve winddruk op het binnenoppervlak van het dak 0,34 zijn. Tegelijkertijd is de indicator die rekening houdt met veranderingen in de windbelasting langs de hoogte van het gebouw voor luifels van 3 m 0,75. Als we de gegevens in de formule vervangen, krijgen we:

Wm = 23·0,75·0,34 = 5,9 kg/m2.

De maximale sneeuwbelasting voor dezelfde regio is Sg = 180 kg/m2, maar voor de boog is het noodzakelijk om te berekenen verdeelde belasting volgens de formule:

S = Sg ·μ, waarbij

μ – de waarde van de overgangscoëfficiënt, die afzonderlijk wordt genomen voor het midden van de boog en de buitenste steunen.

Berekening van de sneeuwbelasting bij het maken van een luifel van polycarbonaat met uw eigen handen, tekeningen van de drukrichting in twee posities

De waarde van de coëfficiënt µ voor het midden van de boog is volgens de tekening µ 1 = cos1,8·0 = 1, en voor de buitenste steunen µ 2 = 2,4sin1,4·50 = 2,255. Door de berekende gegevens in de formule te vervangen, verkrijgen we de totale belasting op de dakbedekking:

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

Volgens de verkregen gegevens wordt de dikte van het dakbedekkingsmateriaal berekend met behulp van de formule:

Ik tr = ql 4 /(185Ef), waarbij

l – spanlengte;

E – elasticiteitsmodulus bij buiging (voor polycarbonaat is dit 22500 kgf/cm2);

f – doorbuigingscoëfficiënt bij maximale belasting(volgens polycarbonaatfabrikanten is dit 2 cm);

Door de gegevens in de formule te vervangen, verkrijgen we de toegestane waarde van de traagheid:

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

Tegelijkertijd is uit de gegevens van polycarbonaatfabrikanten de traagheidsmomentindicator voor cellulair polycarbonaat met een breedte van 1 m en een dikte van 0,8 mm 1,36 cm 4, en voor een dikte van 16 mm 9,6 cm 4. Met behulp van de correlatiemethode bepalen we de vereiste waarde van 3,41 cm 4 voor cellulair polycarbonaat met een dikte van 12 mm.

De berekeningsmethode geldt voor elk dakbedekkingsmateriaal: golfplaten, metalen tegels, leisteen, enz. Maar tegelijkertijd moet rekening worden gehouden met het uiterst beperkte assortiment van deze producten.

Samenvattend

Het is zinvol om deze berekeningen te maken en handmatig een tekening te maken als de overkapping die wordt gebouwd aan unieke bedrijfsomstandigheden moet voldoen originele indeling. Om elementen van standaard metaalconstructies te controleren op conformiteit en constructietekeningen te maken, zijn er veel programma's: Astra WMs(p), SCAD Office 11, ArkaW, GeomW en vele andere of online rekenmachines. De regels voor het werken met dergelijke software beschrijven voldoende gedetailleerd verschillende video-instructies, bijvoorbeeld berekeningen en tekeningen van een boog in SCAD:

Video over het gebruik van de rekenmachine:

Het profiel van de pijlers wordt gekozen afhankelijk van de breedte van de overkapping (vanaf de vakwerkzijde, hieronder in de schets volgens maat “B”)

Voor luifelbreedte:

tot 4000 mm kolomprofiel 60x60x2,5

ruim 4000 mm tot 6000 mm kolomprofiel 80x80x3

vanaf 6000 mm tot 8000 mm profiel 100x100x3

ruim 8000 mm tot 10000 mm profiel 120x120x4

Bepaling van de dwarsbalksterkte:

de rekenmachine toont een positief getal als percentage van de veiligheidsmarge als het profiel correct is geselecteerd en een negatieve veiligheidsfactor voor een profiel dat niet kan worden gebruikt.

Bepaling van het “noodle”-deel voor sterkte:

er wordt rekening gehouden met het rechthoekige “noodle” gedeelte in de “platte” positie en niet “op de rand”

Definitie van een complex vakwerk voor sterkte:

Het zwakste punt van een spant is het midden. Spanten breken in het midden wanneer de overkapping de sneeuwbelasting niet kan weerstaan. Daarom zal de calculator de breeksterkte van het spant in het midden van het spant weergeven. zwakke plek

Afmeting "A" voor elke truss die u in gedachten heeft, driehoekig, vierkant, enz., wordt genomen op het middelpunt van de totale lengte van de truss tussen de bovenste en onderste pijpen.

Definitie van een eenvoudige truss voor sterkte:

De luifeltruss kan uit één schakel worden gemaakt: een gegolfde buis of een I-balk. De belasting op deze schakel is enorm door de gevallen sneeuw. Het controleren van de sneeuwbelasting is hier verplicht!

We beschouwen de I-balk alleen in de positie "als een rail op de grond", de afmetingen ervan volgens GOST 26020-83 (I-balk nr. 10 - de hoogte is 100 mm, nr. 14 - hoogte 140, enz. .), en we beschouwen de gegolfde buizen als “plat” en “op de rand”

De hellingshoek wordt verwaarloosd, u kunt handmatig een percentage van de hellingshoek toevoegen, of deze laten zoals hij is, aangezien dit alleen de toename in sterkte beïnvloedt.

Systeemsterkte bepalen

spiegel + sub-spiegelspant

Het komt vaak voor dat de afstand tussen de pilaren moet worden vergroot en dat de dwarsbalk, hoe krachtig deze ook is gelegd, de berekening van de sneeuwbelasting niet doorstaat. Dit probleem wordt opgelost door een extra onderliggerspant te installeren, en de buizen van het onderliggerspant kunnen uit een veel kleiner profieldeel worden gemaakt. Het probleem doet zich voor - welke profielparameter en welke breedte van de spant onder de spiegel moet zijn om voldoende sterkte te bereiken zonder te veel te betalen en zonder onnodige rommel in de overkapping te creëren. Natuurlijk waar we het over hebben over de dwarsbalkboerderij, ingevuld driehoekige vormen , zoals weergegeven in de afbeelding, en niet in vierkanten. De rekenmachine toont de sterkte van het systeem door de buigweerstand van de hoofdligger op te tellen plus de weerstand van de onderste buis van de onderliggerspant vóór het trekvloeipunt, in plaats van de buigweerstand van de onderliggerspant wanneer het is verkeerd gevuld vierkante vormen, waardoor de boerderij nutteloos werd.

Let op: in deze sectie wordt al rekening gehouden met de veiligheidsfactor (1,3), dat wil zeggen dat de rekenmachine bijvoorbeeld een veiligheidsfactor van 0% liet zien, wat betekent dat de truss normaal is ontworpen, met een veiligheidsfactor (1,3)..

Zonder gebruik te maken van formules, technische berekeningen, programma's, tabellen!

We houden de lezer niet voor de gek met zinnen - "hier moeten we rekening mee houden...", "berekenen...", "selecteren uit technische tabellen...", zoals op alle sites gebeurt! Alle formules, boekhouding, selecties, knipsels, staatsnormen en assortimenten zijn verborgen in de rekenmachine.

Hier is uw luifel - hier zijn uw geplande afmetingen! Vul de gewenste afmetingen in en de calculator toont u procentueel de veiligheidsmarge van de geselecteerde professionele buizen. Als de veiligheidsfactor positief is, wordt het overkappingsgedeelte beschouwd als berekend volgens de wetten van de sterkte van materialen met behulp van alle SNP's, GOST's, assortimenten, en alsWanneer u een product bestelt op onze productielocatie, bevestigen wij de resultaten van deze calculator met extra met een link naar GOST-assortimenten professionele pijpen.

​

Onze calculator is bedoeld voor klanten van tuinverenigingen, cottagegemeenschappen en andere particuliere eigenaren die behoefte hebben aan een snelle, goed geïnformeerde selectie van gegolfde buizen voor schuren op bijgebouwen, autoschuren en aanbouwen van gebouwen. Omdat klanten van "Tuin en Moestuin" vaak, bij gebrek aan een dergelijke rekenmachine, door gebrek aan ervaring, bouwen zonder enige rechtvaardiging, waarbij ze de kracht onderschatten, of, integendeel, extra geld uitgeven en de kracht overschatten. Het doel van de calculator is daarom alleen om de cliënt in de goede richting te leiden. Voor de constructie van industriële gebouwen en werkplaatsen, industriële hangars en andere grote constructies is een meer gedetailleerde berekening vereist. In een industriële constructie moet bijvoorbeeld elke vakwerkschakel worden berekend (behalve dat rekening wordt gehouden met de trek- en buigvloeisterkte in deze calculator) voor drukflexibiliteit en torsie, waarvan de parameter in aanmerking wordt genomen voordat deze schakel in de berekening wordt opgenomen. vervaardiging van de truss, voordat deze op een pijpenbuiger wordt gerold en wordt gevuld met driehoekige elementen en andere parameters met hun berekeningen. Maar hoe dan ook, als je “iets” wilt bouwen en alleen op “ervaring” wilt vertrouwen en niet op berekeningen, dan is het beter om deze rekenmachine te gebruiken. Ook kunt u op deze calculator zelf de veiligheidsmarge instellen, bijvoorbeeld 50%, 80%, waarbij u zelf de sterkte kiest in verhouding tot uw budget. Bijvoorbeeld de boerderijen van onze productie werkplaats hebben een reserve van 80% en zijn niet alleen bestand tegen sneeuw, maar ook tegen een kraanbalk die zware lasten draagt. In ieder geval moet je je tijdens de constructie natuurlijk aan de basisregels houden, je kunt bijvoorbeeld geen lasten over de schakels gebruiken, alleen erlangs. In een spant mag de plaats waar deze op de dwarsbalk rust bijvoorbeeld niet leeg zijn, dat wil zeggen zonder vulling (dat wil zeggen dat er boven de dwarsbalk in de spant een link moet zijn om de spant te vullen! Heel vaak breken spanten om deze reden!). Om het "noodle" -gedeelte te installeren, is het beter om verticale vulverbindingen of de kruising van driehoekige vullingen eronder in de spant aan te brengen. Het is beter om vakwerkvullingen te maken van een dunner profiel en vaker dan van een krachtig en zelden, omdat je niet moet vergeten dat de belasting op de schakels van de driehoekige vulling langs de as valt en onbeduidend is, en de horizontale buizen van de spanten hebben een onderdeel van de buigbelasting en de belasting horizontale pijpen enorm, vergeleken met de onbeduidende belastingen van de vakwerkvulpijpen.

​