Расчет ферм стропильных: Расчет деревянной стропильной фермы

Стропильные фермы деревянные:расчет и конструирование, усиление

Стропильные фермы деревянные, через жесткие конструкции которых нагрузка передается на несущие стены строения, пришли к нам из Европы. Расчет и конструирование под каждое здание производится индивидуально. Это не только упрощает устройство крыши и значительно ускоряет процесс, но обеспечивает также отличное качество и прочность.

Решетчатые деревянные фермы сегодня нередко изготавливаются в заводских условиях на деревообрабатывающих предприятиях. Материалом для них служит древесина, соответствующим образом высушенная и заранее обработанная специальными средствами.

Стропильные фермы и балки: что лучше ↑

Основой крыши любой конфигурации является опорная конструкция, состоящая из прямых сплошных балок, стропил либо стропильных ферм. Первыми можно перекрывать лишь ограниченное по величине пространство, примером могут послужить наслонные стропила в малых постройках. Если же необходимо перекрыть большие пролеты, то приходится использовать либо составные балки, либо различного типа. Обыкновенные фермы образуют размещенные с расчетным шагом (1,5–3,5 м) ребра, поддерживающие обрешетку, поверх которой настилают кровлю. Подъем стропил, равный отношению высоты фермы к ее длине, зависит от таких параметров, как материал покрытия и условия устройства сооружения. Из дерева обыкновенно устраивают для пролетов малых и средних размеров. Их устройство с увеличением пролета значительно усложняется и в подобных случаях более предпочтительны стальные.

Преимущества использования ↑

• их расчет и проектирование сложнее стропильных или балочных опор, однако они предполагают рациональный расход стройматериалов, поэтому экономически выгодны;
• использование клееного бруса, обеспечивающий им небольшой вес, позволяет применять конструкции в строениях с легким фундаментом, что приводит к снижению затрат и существенному сокращению сроков возведения дома;
• в отличие от балочных опорных систем, которые можно использовать на пролетах до 4,5 м, фермы приемлемы для перекрытия пролетов до 30 м;
• они универсальны и подходят для любого типа крыши, бесчердачного или с чердаком.

Виды стропильных ферм ↑

Визуально они похожи на решетку, в которой основная часть в разы больше высоты. По форме это многоугольники, чаще треугольник, или полусфера. Выбор треугольной формы не случаен – она обеспечивает необходимую для конструкции жесткость и неизменяемость. Выполненные в виде набора стержневых треугольников в решетчатой связке они особо эффективны для перекрытия пролетов с большой шириной.

Стропильная ферма висячего типа имеет только две, без промежуточных, точки упора, расположенных по краям на стенах. Верхние концы при этом сходятся на коньке кровли. Все концы, и верхние, и нижние работают на сжатие и изгиб. Они практически рассчитаны на пролет между внешними стенами без дополнительных опор на внутренние стены. Это дает возможность после их монтажа использовать пространство под крышей в качестве одной большой сборочной площадки.

Таким образом, внутренние перегородки можно устанавливать, не учитывая местонахождение несущих стен, то есть появляется полная свобода в планировке внутренней части дома. Однако горизонтальное распирающее усиление, которое передается стенам, получается в итоге достаточно большим. Для устранения прогибов и облегчения пояса (перекрытие в 6–9 м) дополнительно используют ригель. Для больших пролетов обычно оснащают бабкой и подкосами.

Параметры расчета ↑

Ни один из элементов такой конструкции не являются случайным. Каждый из них определяется точными инженерными расчетами с учетом всевозможных нагрузок, постоянных, временных и особых.

К первым относят вес самой кровли, обрешетки, к временным, соответственно, нагрузку на стропила от снега, ветра и полезную, если есть таковая. В СниП оговорены определенные положения, касающиеся временных нагрузок:

• снеговая нагрузка – ее величину принимают из расчета 180 кг/кв.м в горизонтальной проекции. Снеговой мешок, образовавшийся на крыше, может увеличить снеговую нагрузку до 400-500 кг/кв. м. Для кровель с уклоном больше 60° при расчетах во внимание не принимают.
• ветровая нагрузка – нормативно ее величина определена как 35 кг/кв. м. Рассчитывают ее для кровель с уклоном больше 30°.

Все указанные величины подлежат корректировке с поправкой на климатические условия местности.

Что же касается полезной нагрузки на стропила, ее учитывают, если установлены баки, вентиляционные камеры, подвешены потолки и т. д.

Особенности крепления узлов ↑

Несущую способность конструкций во многом определяют узлы, их надежность. Рассмотрим варианты креплений некоторых узлов в треугольных фермах пролетом:

Коньковый узел. Стропильные ноги скрепляют скобами или накладками при помощи гвоздей, в половину дерева.

Соединение ноги и ригеля. Ригель ставят на высоте, равной половине высоты фермы и скрепляют с ногами при помощи болтов и гвоздей.

Опорный узел. Строительные ноги опираются прямо на стены.

Подобная конструкция больше подходит для малых строений с достаточно прочными стенами.

Коньковый узел. Крепление ног проводят аналогично, только между ними по середине дополнительно врезают бабку.

Срединный стык. Лучший вариант – закрепление за нижний пояс.

Оси элементов должны пересечься точно над центром подкладки.

Узел необходимо укрепить с помощью стяжного болта.

Должна быть усилена стойками и откосами.

Коньковый узел выполняют аналогично, а стык нижнего пояса перекрывают при помощи двух накладок на болтах.

Монтаж под- и стропильных каркасов ↑

Эти элементы стропильной системы обычно укладывают на весь пролет. Чаще всего их собирают либо на складе, либо прямо у места подъема. В любом случае к подъему их необходимо подготовить, в частности, потребуется временное усиление на время подъема. Дело в том, что элементы конструкции в нормальных условиях и при подъеме или кантовке испытывают противоположные нагрузки. Например, обычно нижний пояс бывает растянут, а при подъеме он сжимается. Чтобы этого избежать проводят усиление при помощи пластин и деревянных бревен, и выполнить его можно двумя способами.

• Защита от деформации и излома. Поперек к поясам крепят несколько бревен. Рекомендуется устанавливать их в плоскости подвесок и стоек. Подняв ферму из горизонтального в вертикальное положение,усиление снимают.
• Защита поясов от выпучивания в сторону. Усиление выполняют из горизонтальных труб или бревен. Их попарно прикрепляют к обоим поясам при помощи скруток из отожженной мягкой проволоки или специальных стяжных хомутов. Такое усиление оставляют пока ферма не будет установлена в проектное положение и закреплена прогонами и связями.

Непосредственно монтаж проводят в следующей последовательности.

Первыми ставят фронтонные. Их фиксируют при помощи крепежей или гвоздей. Для облегчения выравнивания промежуточных конструкций между торцевыми натягивают веревку.

После установки, каждую промежуточную конструкцию фиксируют к предыдущей ферме при помощи наклонных временных связок, которые необходимы для стабилизации и сохранения интервала между ними. Для этих целей подойдут доски 20х100 мм.

Для большей устойчивости по диагонали скрепляют металлической лентой, соединяя нижний край свеса первой и конек последней.

© 2021 stylekrov.ru

Расчет треугольной деревянной фермы онлайн калькулятор. Деревянные дома и бани на заказ

Деревянные фермы перекрытия представляют собой конструкцию из горизонтальных балок, расположенных на разных уровнях и соединенных вертикальными и наклонными деревянными связями. От обычных деревянных балок их отличает большая прочность и устойчивость к прогибам. Чаще всего, их применяют для перекрытия пролетов большой длины, при невозможности устройства промежуточных опор, а также при реконструкции или усилении существующих перекрытий. В данной статье мы рассмотрим их преимущества и недостатки, конструктивные особенности и возможность изготовления своими руками.

Конструкция и изготовление ферм

Конструктивно деревянные фермы перекрытия представляют собой конструкцию из сухого строганного бруса в виде двух параллельных горизонтальных балок, которые, для обеспечения жесткости, соединены связями в виде вертикальных стоек и наклонных раскосов. В отличие от стропильных ферм, имеющих обычно трехугольную форму наружной поверхности, они имеют прямоугольную. Сечение всех их элементов, шаг установки, размеры и тип соединительных элементов определяется с помощью специальных расчетов. В настоящее время для этого, чаще всего, используются специальные программы-калькуляторы. При этом учитывается, как длина пролета, который необходимо перекрыть, так и совокупная нагрузка, которая будет на них действовать.

Изготовление таких ферм, чаще всего, осуществляется в промышленных условиях, с использованием специального точного оборудования (например, МiTek) и доставляются на строительную площадку в собранном виде. При этом все элементы конструкции соединяются специальными металлическими элементами – оцинкованными зубчатыми пластинами (МЗП).

Преимущества и недостатки

По сравнению с обычными балками использование деревянных ферм перекрытия имеет как положительные стороны, так и недостатки. Преимуществами можно считать следующие их особенности:

• -возможность перекрывания большого пролета (до 9 м) без дополнительных опор;
• — малый вес, что является существенным при их транспортировке и монтаже (можно обойтись без подъемных механизмов или машин), а также обеспечивает меньшую нагрузку на стены и фундамент дома;
• — их легко и просто можно монтировать на стены любого типа;
• — высокая несущая способность конструкции позволяет укладывать их с различным шагом (30-90 см), подстраиваясь под разный вид напольного покрытия верхнего этажа или подшивки потолка, практически, без снижения несущих свойств;
• -отсутствие прогибов обеспечивает как надежную эксплуатацию напольного покрытия верхнего этажа, так и целостность подшивки потолка нижнего этажа;
• -возможность прокладки скрытых коммуникаций;
• -надежная звукоизоляция и отсутствие скрипов;
• -качественно изготовленные конструкции могут использоваться даже в открытом виде, как один из элементов интерьера комнаты.

К недостаткам можно отнести такие их особенности:

• — толщина межэтажного перекрытия получается большей, чем при использовании обычных балок;
• -большая сложность и трудоемкость качественного изготовления ферм своими руками и необходимость точного их расчета;
• — стоимость готовых ферм промышленного изготовления больше стоимости обычных балок.

Изготовление своими руками

Правильно изготовить деревянные фермы перекрытия своими руками достаточно сложно и трудоемко, но вполне возможно при наличии готового расчета и чертежа всей конструкции. Главная сложность состоит в необходимости грамотного расчета конструкции и тщательности соединения всех ее элементов. Как правило, выполнить такой расчет под силу только специалистам. Поэтому, если есть желание самостоятельно изготовить такие деревянные балки перекрытия (фермы), необходимо обратиться в проектную организацию, специализирующуюся на таких расчетах, к частным специалистам или найти в интернете онлайн-калькулятор для такого расчета. На их основании необходимо составить подробный чертеж и только тогда приступать к работе по изготовлению.

Рис.1
Элементы конструкции фермы перекрытия: 1 — горизонтальные балки; 2 — вертикальные и наклонные связи; 3 — соединительные металлические зубчатые пластины (МЗП).

Соединение элементов таких ферм, желательно, осуществлять, как и в промышленных условиях, с помощью металлических зубчатых оцинкованных пластин (МЗП) и использования прессов или домкратов. Если же есть сомнения в своих способностях, то лучше такие конструкции приобрести уже готовые, изготовленные в промышленных условиях или заказать по размерам пролета, который необходимо перекрыть. Смонтировать на месте и устроить на их основе деревянное перекрытие вполне можно своими руками. Межбалочное заполнение, в этом случае, может быть таким же, как и при использовании обычных деревянных балок. Но при этом, желательно, чтобы в утеплителе находилась бы только нижняя балка фермы, а верхняя и связи имели бы свободный доступ воздуха. Это позволит увеличить срок службы всей конструкции.

Нельзя усомниться в том, что надежность крыши является одной из важных ее характеристик. В основе данной конструкции лежат стропильные несущие фермы. Их монтаж можно назвать ответственной и трудоемкой работой, которая предусматривает проведение точных должна претерпевать вес укрывных материалов, утеплителя, обрешётки и атмосферных осадков в виде льда и снега. Учитывая все эти факторы, стропилам следует придать максимальную прочность. Изготовить их можно и самостоятельно, однако для этого важно учитывать регион, в котором выстроен дом, а также все его особенности, включая ветровые и снеговые нагрузки. Сюда следует отнести и сейсмичность области застройки.

Конструкция

Деревянные фермы собираются из висячих и наклонных стропил, мауэрлата, коньковых прогонов, подкосов, диагональных связей и раскосов. Соединенные детали образуют стропильную ферму, которая имеет вид треугольника или нескольких треугольников, соединенных между собой. Несущая часть конструкции крыши — это система стропил, которая еще называется стропильными ногами. Угол, под которыми они устанавливаются, соответствует

Деревянные фермы своими руками изготавливаются по технологии, которая предусматривает установку стропил на мауэрлат, расположенный на стене. Это требуется для равномерного распределения веса. В верхней части соединяются концы стропил и прогон, последний из которых называется подконьковым брусом. В этой части располагается конек кровли. Расстояние между стропилами должно определяться характеристиками материала кровли, сечением стропил, а также другими факторами. Данный параметр может изменяться от 0,8 до 2 м.

Что еще необходимо знать о конструкции стропильных ферм

Деревянные фермы, как было упомянуто выше, состоят из стропильных ног. Они должны располагаться параллельно по отношению к скатам, в качестве их задачи выступает исключение прогиба Если речь идет о прогоне, то он выполняется в виде поперечного бруса, который располагается продольно сверху. Для поддержки прогонов стропильной конструкции выступают стойки и лежни. Составляющие подстропильной фермы — это подкосы, именно благодаря им обеспечивается устойчивость стропил.

Проведение расчетов

Расчет деревянной фермы, конечно же, лучше всего доверить профессионалам, в процессе этих работ должны учитываться нагрузки, которые называются постоянными, а также временными и особыми. В качестве первых выступает вес составляющих кровельного пирога. Тогда как временные нагрузки — это погодные осадки и вес людей, которые могут подниматься на крышу для проведения ремонтных работ. Сюда следует отнести еще и ветровой фактор.

Особыми нагрузками называются те, которым подвергается здание в зонах с повышенной сейсмической опасностью. Самым важным является расчет снеговой нагрузки, который выполняется по формуле: S=Sg х μ, в ней Sg — это масса снеговой нагрузки на квадратный метр. Данный параметр является условным, а значение определяется по таблице в зависимости от региона. Что касается значения μ, то оно представляет собой коэффициент, зависящий от угла наклона крыши. Для того чтобы определить следует знать, в какой зоне располагается дом, это может быть открытое пространство или городская застройка.

Конструкция деревянной фермы просчитывается, еще и исходя из нормативной величины ветровой нагрузки в определенном регионе. Необходимо учитывать и высоту здания. А вот для того, чтобы определить расстояние между стропилами, следует знать их сечение и длину. Если сечение бруса составляет 8×10 см, а длина стропил не превышает 3 м, то расстояние между подобными элементами должно составить 120 см. При увеличении сечения бруса до 8×18 см и длины стропил до 4 м расстояние будет равно 140 см. В качестве максимального значения выступает сечение, которое равно 10×20 см, при этом длина стропил не должна быть больше 6 м, расстояние между ними будет равно 140 см.

Что касается остальных элементов то они должны обладать следующими сечениями: мауэрлат — 15×15 или 10×15, диагональные стропильные ноги — 10×20, затяжки — 5×15, подкосы — 10×10, а также прогоны с последним из упомянутых сечений.

Важно знать сечение ригелей и подшивочных досок, в первом случае это значение будет равно 10×15, тогда как во втором — 2,5×10 см. Если вами будут устанавливаться стропильные фермы деревянные, то вы с легкостью сможете рассчитать необходимое количество элементов, зная сечение стропил и длину. Важно при этом знать еще и шаг монтажа.

Изготовление стропильных ферм

На первом этапе мастеру необходимо создать шаблон, на основе которого будет выполняться дальнейшая работа. Стропила обладают однотипной конструкцией, поэтому шаблон позволяет сэкономить время и силы. Две доски по одному краю должны быть соединены гвоздем, в результате получится конструкция, которая внешне напоминает ножницы. Когда выполняются деревянные фермы своими руками, свободные края полученных ножниц нужно установить на опоры в точках размещения стропил. Это позволит определить, какой уклон будет иметь кровельный скат.

Дополнительная пара гвоздей позволит закрепить угол, который находится между досками. На этом этапе можно считать, что шаблон готов. Дополнительно закрепить его можно с помощью поперечной перекладины. Для того чтобы угол не менялся под воздействием нагрузок, перекладину можно зафиксировать саморезами.

Методика проведения работ

Если вы решили изготовить деревянные фермы, то следует быть внимательным при создании шаблона, даже если он будет иметь минимальные отклонения, вся конструкция покосится. На следующем этапе нужно выполнить новый шаблон для подготовки нарезов на элементах системы. При этом следует запастись 0,5-см фанерой, для фиксации следует использовать доску, толщина которой равна 2,5 см.

Заключение

Нарезы следует подобрать, учитывая сечение стропил. Когда изготавливаются стропильные фермы деревянные, с помощью готовых шаблонов можно сделать нарезы и начать собирать ферму.

Данное техническое руководство описывает выбор сечения элементов простых треугольных ферм, а также их последующую сборку по месту строительства.

Такие деревянные фермы наиболее актуальны при возведении гаражей, приусадебных построек и дач.

Данное техническое руководство описывает принципы соединения деталей, приводит иллюстрации основных конструкционных узлов и рекомендации по выбору сечений элементов деревянных ферм.

Более сложные типы деревянных ферм должны рассчитываться и собираться на заводе изготовителя, более подробно об этом написано в техническом руководстве №525.831

• Данная запись является лишь анонсом к техническому руководству №525.835 разработанному норвежским научно-исследовательским институтом SINTEF Byggforsk. Полный текст в настоящий момент не переведён.

Рис. 11 a и b. Монтаж самодельных деревянных ферм. Стыки нижнего пояса должны в середине пролёта опираться на несущие стены.

1. Верхний и нижний пояса ферм находятся в одной плоскости.
2. Стальные перфорированные пластины располагаются с двух сторон.
3. Нижний пояс фермы присоединяется к верхнему внакладку.
4. Деревянные накладки допускается прибивать только с одной стороны.
5. Болтовое соединение с использованием стопорных шайб с наружными зубьями, зажимаемых между соединяемыми деталями, а также с использованием подкладных шайб.

Рис. 12. Пролёт, угол кровли, расположение несущей стены.

1. Нижний пояс самодельных деревянных ферм, рассчитанных на пролёт >4,2м, должен посередине опираться на несущую стену.

Рис. 22. Пример стальной перфорированной пластины с расположением отверстий гарантирующих оптимальное расстояние между гвоздями.

Таблица 31. Выбор сечения элементов деревянных ферм, необходимое кол-во гвоздей для соединений на стальных перфорированных пластинах. Выбор диаметра стопорных шайб для болтовых соединений.

Рис. 34. Основные параметры самодельных деревянных ферм.

1. Верхний пояс самодельной деревянной треугольной фермы.
2. Нижний пояс.
3. Пролёт.
4. Свес.
5. Угол кровли.
6. Обвязка несущей стены должна доходить вплоть до внешнего края стыка верхнего и нижнего поясов фермы.
7. Свес кровли не должен превышать 500 мм.

Рис. 41. Соединение верхнего и нижнего поясов ферм при помощи стальных перфорированных пластин и гвоздей.

1. Для самодельных деревянных ферм в данном случае с двух сторон применяют пластины:
100х240х1,5мм, если пролёт
100х300х1,5мм, если пролёт >4,2м
При этом расчётная снеговая нагрузка должна быть

3. Минимальное расстояние от торца деревянного элемента должно быть >60мм.
4. Минимальное расстояние от кромки деревянного элемента должно быть >28мм.
5. В данном случае нужно использовать рифлёные гвозди 4,0х40 мм равномерно распределяя их по пластине, соблюдая минимальные отступы. См. п. 3 и 4. Кол-во гвоздей на соединение выбирается по таблице 31.

Таблица 42. Минимальные расстояния от торца и кромок деревянных элементов ферм до болтов со стопорными шайбами.

Рис. 42. Соединение верхнего и нижнего поясов ферм при помощи болта и двух односторонних стопорных шайб с наружными зубьями, зажимаемых между соединяемыми деталями, а также с использованием подкладных шайб.

1. Стопорные шайбы с наружными зубьями — 2 шт. Диаметр стопорных шайб выбирается по таблице 31.
2. Болт, 20 мм. Минимальные расстояния от торца и кромок деревянных элементов см. в таблице 42.
3. Подкладная шайба, 60х60х5 мм.

Рис. 51. Соединение верхних поясов ферм в коньке при помощи стальных перфорированных пластин и гвоздей.

1. С двух сторон применяют стальные перфорированные пластины 80х140х1,5 мм.
2. С каждой стороны по внешнему краю пластины забивают по 2 рифлёных гвоздя 4,0х40 мм.
3. Область пластины, которую разрешается использовать для забивания гвоздей.
4. Минимальное расстояние от торца деревянного элемента должно быть >40мм.
5. Минимальное расстояние от кромки деревянного элемента должно быть >28мм.

Рис. 52. Соединение верхних поясов ферм в коньке при помощи накладок из досок или фанеры.

1. Накладка 148х300 мм из доски толщиной >30 мм или из фанеры толщиной >15 мм.
2. Область пластины, которую разрешается использовать для забивания гвоздей.
3. Гвозди 3,5х90 мм, 8 шт. с каждой стороны.

Рис. 61. Стык нижнего пояса самодельной деревянной фермы всегда должен располагаться над опорой. Если нет опоры, то разрывы в нижнем поясе недопустимы, а макс. длина нижнего пояса должна быть

Рис. 62. Соединение элементов нижнего пояса фермы при помощи стальных перфорированных пластин и гвоздей.

1. Стальные перфорированные пластины 100х300х1,5 мм монтируются с каждой стороны и центрируются относительно стыка.
2. Область пластины, которую разрешается использовать для забивания гвоздей.
3. Рифлёные гвозди 4,0х40 мм должны размещаться как можно более равномерно по внешним отверстиям пластины.

Рис. 63. Соединение элементов нижнего пояса ферм при помощи болтов и односторонних стопорных шайб с наружными зубьями, зажимаемых между соединяемыми деталями, а также с использованием подкладных шайб.

1. Стык элементов нижнего пояса фермы.
2. Минимальные расстояния приведены в таблице 42.
3. Толщина накладки и толщина элементов нижнего пояса фермы должны быть одинаковыми.
4. Стопорные шайбы с наружными зубьями — 2 шт. на соединение. Диаметр стопорных шайб выбирается по таблице 31.
5. Болт, 20 мм.
6. Подкладная шайба, 60х60х5 мм.

Рис. 72а. Диагональные ветровые связи 23х98 крепятся к каждой ферме.

1. Диагональная ветровая связь.

Рис. 72b. Диагональные ветровые связи крепятся к нижней кромке верхних поясов ферм 3-мя гвоздями 2,8х75 или 3,4х95.

1. Крепление диагональной ветровой связи к верхнему поясу фермы.

Рис. 73. Анкеровка деревянных ферм стальными перфорированными лентами.

Рис. 74. Если на пути установки ферм попадаются дымовые трубы или другие препятствия, то ферму смещают в сторону. С другой стороны от препятствия устанавливают дополнительную ферму.

1. Ферма, которую следует сместить в сторону.
2. Дополнительная ферма.

Над данным техническим руководством работали:
Уле Мортен Бротен, Брит Руалд и др. специалисты СИНТЕФ.
Составил аннотацию и перевёл иллюстрации конструктор

Надежность крыши очень важна для дома: это прописная истина. В основе крыши лежат несущие конструкции – стропильные фермы. Их монтаж – работа трудоемкая и ответственная, требующая точного расчета. Следует иметь в виду, что стропильная система должна выдерживать вес не только кровельных материалов, но также утеплителя, обрешетки и атмосферных осадков в виде снега и льда. Учитывая это, в конструкцию стропил закладывается максимально возможная прочность.

Стропильная конструкция собирается из следующих элементов: висячих стропил и наслонных, мауэрлата (продольного бруса), коньковых прогонов, боковых, подкосов, раскосов, диагональных связей. Соединенные друг с другом детали образуют стропильную ферму, представляющую собой треугольник, часто собранный из нескольких треугольников.

Стропильная ферма представляет собой треугольник: это самая жесткая фигура

Несущую часть крыши образует система стропил (так называемые стропильные ноги). Угол, под которым они устанавливаются, соответствует углу наклона кровли. Стропильные ноги опираются на мауэрлат, который уложен на стену: это необходимо для равномерного распределения нагрузки. В вершине соединяются другие концы стропил и подконьковый брус (прогон). Именно здесь будет находиться конек кровли. Интервал между стропилами выбирается в зависимости от материала кровли, от сечения стропил и прочего, обычно это расстояние – от 0,8 до 2 м.

Стропила висячие или наслонные: какие лучше

Висячие опираются лишь на наружные стены здания и лишены промежуточных опор. Стропильные ноги этой конструкции испытывают нагрузку на изгиб и сжатие. Стенам передается распирающее усилие, а чтобы его уменьшить, стропильные ноги соединяют деревянной или металлической затяжкой. Располагаться затяжка может у основания стропил и на некотором от него расстоянии. В первом случае она будет являться балкой перекрытия, что часто применяется для сооружения мансардных крыш. Увеличение высоты установки затяжки требует применения более прочного и толстого материала, а также усиления его крепления к стропилам.

Стропильная система состоит из нескольких деталей, надежно соединенных вместе

Наслонные стропила применяются реже: они используются для домов, имеющих в своей конструкции среднюю несущую стену или промежуточные опоры в виде колонн. Крайние их концы опираются на мауэрлат, закрепленный на наружных стенах, а средние – на внутри расположенную опору. Такие стропила испытывают нагрузки только на изгиб. Есть еще одно преимущество такой конструкции: она получается более легкой и дешевой, так как для ее сооружения требуется меньше материалов.

Архитектура дома часто допускает сочетание разных стропильных ферм: в части здания с промежуточными опорами применяются наслонные, а там, где таких опор нет – висячие стропила.

Материалы для изготовления стропил

Стропильные фермы по материалу, примененному для их изготовления, делятся на:

• деревянные;
• металлические сварные или собранные с помощью болтовых соединений;
• монолитные железобетонные.

При выборе материала для изготовления стропил учитывают и назначение постройки, и нагрузки, которые будет должна выдерживать кровля. Кроме вышеуказанных нагрузок, это также может быть следующее оборудование: солнечные батареи, водяные баки, вентиляционные камеры.

Деревянная ферма для крыши
– самый распространенный вариант. В домах, построенных из брусьев или бревен, мауэрлатом может являться верхний венец. Если стены дома возведены из кирпича, пенобетонных блоков – деревянные стропильные фермы опирают на брус, установленный с внутренней поверхностью стены заподлицо. Снаружи его ограждают дополнительными рядами кирпичной кладки. Под брус подкладывают гидроизоляционный материал, которым может служить вдвое сложенный рубероид.

Деревянные стропильные фермы могут изготавливаться из кругляка, брусьев или досок

Стропильные системы из дерева просты в изготовлении и монтаже, они легко поддаются подгонке на месте установки: при необходимости их несложно укоротить, нарастить или подтесать. Изготовить их можно на строительной площадке или на деревообрабатывающем предприятии. В последнем случае для производства используют МЗП – металлические зубчатые пластины. Для защиты древесины стропила обрабатывают антисептическими препаратами и антипиренами, что значительно продлевает срок службы всей конструкции кровли.

Другой способ изготовления предполагает соединение деталей методом «шип-паз», а также с помощью скоб, гвоздей, хомутов и болтов. По мере высыхания древесины такие крепления ослабевают, поэтому необходимо периодически осуществлять проверку состояния стропильной системы и ее укрепление.

Третий способ – соединение деревянных элементов с помощью саморезов и стальных фасонных деталей. С помощью угловых соединительных элементов можно в короткие сроки и без особых усилий изготовить любую конструкцию.

Монолитные стропильные системы из железобетона используются при сооружении крупных объектов

Железобетонные стропильные балки вообще не подлежат обработке. Кроме того, монтаж кровли на таких материалах выполнить гораздо сложнее, чем на деревянных стропилах. В связи с этим, железобетонные стропильные фермы и стальные стропильные фермы используют при возведении крупных строительных сооружений: больших кирпичных или монолитных железобетонных домов. Положительным свойством такой кровли является ее высокая прочность и долговечность.

Металлические стропильные фермы, в отличие от изготовленных из дерева, достаточно сложно «подогнать» по месту: необходимо применение металлорежущего инструмента, сварки.

Стропильные системы из оцинкованного профиля собираются в заводских условиях

Для изготовления стальных конструкций существует два способа. Первый – заводской: специализированные фирмы изготавливают их из оцинкованного тонкостенного проката, имеющего С и Z-образное сечение. По сравнению с черным прокатом такие профили гораздо более легкие, что дает возможность выполнить монтаж с помощью маломощной грузоподъемной техники, а порой даже ручным способом. Детали таких стропильных ферм соединяются при помощи саморезов, так как сварка может привести к порче защитного слоя из цинка. Сборку можно осуществлять в заводских условиях, после чего необходимо доставить конструкцию на участок и установить с помощью грузоподъемной техники или специальных механизмов.

При помощи сварки можно изготавливать конструкции из обычного черного проката. Для защиты от коррозии его необходимо обработать ортофосфорной кислотой и покрыть атмосферостойкой эмалью. Для изготовления металлических стропильных систем применяются двутавровые балки, уголки и швеллеры.

Комбинированные системы

В некоторых случаях для повышения жесткости и стабилизации геометрических параметров стропильных конструкций из дерева на определенных участках используют элементы из металла. Это важно, например, для изготовления опор под коньковые прогоны, испытывающие наибольшие нагрузки. Пролеты между деталями из металла также часто заменяют на деревянные детали. Такие комбинации позволяют получить конструкцию, прочность которой гораздо выше деревянной, кроме того, это дает возможность использовать деревянные стропила для создания безраспорно-наслонной системы.

Однако, в данном случае необходимо либо хорошо изолировать металл от дерева, либо периодически обрабатывать деревянные детали противогнилостными средствами. На поверхности металлических деталей при отрицательной температуре воздуха появляется конденсат, который является причиной порчи древесины.

При использовании комбинированных систем необходимо изолировать древесину от металла при помощи рубероида

Качественное изготовление стропил имеет очень большое значение для безопасности дома и его надежной защиты от непогоды. Эта работа требует теоретической подготовки и серьезных практических навыков. Кроме того, это тяжелая, ответственная и опасная работа, связанная с подъемом и монтажом тяжелых грузов на высоте. Правильным решением будет привлечение для установки стропильных ферм специалистов, обладающих достаточным опытом.

Треугольные деревянные фермы простой конструкции можно увидеть на изображениях старорусских жилищ. Эта несущая конструкция отвечает за скат крыши и его поддержание. Шли годы, с появлением более точных измерительных приборов и способов обработки дерева конструкция фермы начала преображаться. Уже в 18 веке при строительстве зодчие использовали специальные расчеты, которые позволяли не только создать ровную и пропорциональную ферму, но и правильно распределить нагрузку. Современные строительные материалы и станки позволяют с точностью до миллиметра изготовить детали будущей треугольной фермы. При самостоятельном строительстве необходимо правильно рассчитать все основные углы и детали. Для таких подсчетов предназначен специальный строительный калькулятор, который после проведенных автоматических расчетов выдаст вам не только общий чертеж фермы в масштабе, но и чертежи всех необходимых деревянных стоек с размерами и количеством в штуках.

Чтобы воспользоваться калькулятором, нажмите на картинку ниже:

Как правильно использовать калькулятор

Чтобы правильно использовать калькулятор, необходимо заранее просчитать длину и высоту будущей фермы. Угол скоса крыши играет немаловажную роль при строительстве фермы. Стоит отметить, что некоторые пользователи измеряют высоту навскидку, и тем самым совершают ошибку.

Для точного расчета калькулятор имеет несколько полей:

1. Масштаб чертежа

Масштаб важен для вывода конечного чертежа. Именно это поле отвечает за то, в каком масштабе готовый чертеж предстанет перед пользователем.

2. Длина и высота фермы

Как и большинство программ для проектирования, калькулятор использует в одной плоскости только две координаты. В данном случае, нам необходимо указать координаты Х и Y. Стоит отметить, что за начало координат берется точка 0, следовательно, необходимо указать максимальную высоту и полную длину будущего сооружения.

3. Ширина и толщина бруса

В этой строчке указывается тип материала, из которого будет выполнена ферма. Указывается ширина и толщина бруса в мм.

4. Количество стоек

В этом пункте требуется указать количество опор, которые будут равномерно расположены по всей длине фермы. Основной функцией подпорок является рассредоточение нагрузки, которая возникает под действием различных сил на крышу. Как правило, для многоэтажных строений и строений, которые заведомо будут постоянно подвергаться нагрузке, эту цифру рассчитывают профессионалы, однако даже для четырехэтажного этажного дома лучшим расположением опоры будет одна опора через каждый метр.

Бесплатный онлайн-калькулятор фермы и крыши

Калькулятор стропильной фермы, имеет ряд приложений, включая использование в качестве калькулятора деревянных ферм, калькулятор стропильной фермы, калькулятор стропил, Ножничный калькулятор фермы или для каркаса крыши. Перейдя на один из вариантов ценообразования SkyCiv, у вас будет доступ к полному программному обеспечению для расчета конструкций, чтобы вы могли выбирать такие материалы, как дерево и сталь, для проектирования ферм — сделать это намного больше, чем простой калькулятор крыши.

Назовете ли вы их стропилами, элементы фермы или балки — калькулятор фермы по сути делает то же самое. Он рассчитывает внутренние осевые силы в этих элементах.. Внутренние силы важны, поскольку они обычно являются определяющей силой, которую следует искать в ферменных конструкциях.. Такие конструкции часто используются в длиннопролетных конструкциях, таких как ферменные конструкции мостов и кровельные фермы..

Расчет фермы выполняется нашим решателем FEA., который также используется в нашей программе Structural 3D. Сделанные расчеты основаны на разделении элемента на 10 меньшие элементы и расчет внутренних сил на основе этих. Решатель фермы может обрабатывать очень большие конструкции, превышающие 10,000 члены. Итак, если у вас большая структура, просто обновите, и вы можете использовать полную программу S3D для всех ваших аналитических потребностей.

Ферма обычно представляет собой треугольную конструкцию, которая соединена штифтовыми соединениями, так что они в основном подвергаются осевой силе. (видеть что такое ферма). Этот инструмент выше позволит вам выполнить расчет фермы на любой из этих ферм, чтобы получить внутренние силы стержня.. Есть ряд различных типы ферм, включая ферму Пратта, ферма Уоррена и ферма; у каждого свои плюсы и минусы.

У вышеуказанного калькулятора фермы есть некоторые ограничения, которые могут быть достигнуты с помощью полного программного обеспечения для расчета конструкций.. Получите больше результатов (такие как диаграммы изгибающего момента и усилия сдвига), получить больше участников и типов загрузки (нагрузки на площадь, распределенные нагрузки и собственный вес) и модель в 3D. SkyCiv создан, чтобы упростить вам проектирование стальных ферм, с рядом мощных возможностей анализа и моделирования.

3D Расчёт треугольной фермы — онлайн калькулятор

Инструкция для калькулятора расчета треугольной фермы

Введите значения размеров в миллиметрах:

X – Длина треугольной стропильной фермы зависит от размера пролета, который необходимо накрыть и способа ее крепления к стенам. Деревянные треугольные фермы применяют для пролетов длиной 6000-12000 мм. При выборе значения X нужно учитывать рекомендации СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции» (актуализированная редакция СНиП II-25-80).

Y – Высота треугольной фермы задается соотношением 1/5-1/6 длины X.

Z – Толщина, W – Ширина бруса для изготовления фермы. Искомое сечение бруса зависит от: нагрузок (постоянные – собственный вес конструкции и кровельного пирога, а также временно действующие – снеговые, ветровые), качества применяемого материала, длины перекрываемого пролета. Подробные рекомендации о выборе сечения бруса для изготовления фермы, наведены в СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции», также следует учитывать СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия». Древесина для несущих элементов деревянных конструкций должна удовлетворять требованиям 1, 2 и 3-го сорта по ГОСТ 8486-86 «Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия».

S – Количество стоек (внутренних вертикальных балок). Чем больше стоек, тем выше расход материала, вес и несущая способность фермы.

Если необходимы подкосы для фермы (актуально для ферм большой протяженности) и нумерация деталей отметьте соответствующие пункты.

Отметив пункт «Черно-белый чертеж» Вы получите чертеж, приближенный к требованиям ГОСТ и сможете его распечатать, не расходуя зря цветную краску или тонер.

Нажмите «Рассчитать».

Треугольные деревянные фермы применяют в основном для кровель из материалов требующих значительного уклона. Онлайн калькулятор для расчета деревянной треугольной фермы поможет определить необходимое количество материала, выполнит чертежи фермы с указанием размеров и нумерацией деталей для упрощения процесса сборки. Также с помощью данного калькулятора Вы сможете узнать общую длину и объем пиломатериалов для стропильной фермы.

Основы расчета стропильной деревянной фермы

Стропильной фермой называется треугольная конструкция, предназначенная для придания жесткости крыше здания и равномерного распределения суммарной нагрузки на все ее участки.

Конструкция стропильной фермы выбирается в зависимости от уровня возможной нагрузки от ветра, осадков, веса кровли и геометрических размеров самой крыши. Кроме того, следует учитывать наличие или отсутствия чердака, мансарды и прочих проектных решений здания.

Стропильная система является несущей, поэтому без предварительных расчетов ее элементов к выбору материала и выполнению приступать нельзя.

Исходные данные для расчета

Прежде чем приступить к расчету стропильных ферм, необходимо определить, какие нагрузки будут на них действовать во время эксплуатации.

Действующие нагрузки делятся на три категории:

• постоянные;
• переменные;
• особые.

К постоянным нагрузкам относятся:

• вес кровельного покрытия;
• вес гидроизоляционного слоя;
• вес обрешетки и других составляющих кровельного «пирога».

Если проектом предусмотрена установка на крыше какого-либо оборудования, его вес обязательно учитывается.

К переменным относятся нагрузки, оказывающие воздействие на крышу временно. К ним относятся снеговые, ветровые нагрузки. Их значения определены для каждого климатического района страны в нормативных документах – СНиП.

Особые нагрузки возникают в районах, где часто возникают ураганные ветры или землетрясения.

При расчете нагрузок принимаются максимальные значения веса материалов и конструкций и в обязательном порядке учитывается вес людей, обслуживающих кровельное покрытие вместе с их инструментом.

Правила расчета

1. Нагрузки рассчитываются на один квадратный метр кровли.
2. При расчете стропильных деревянных ферм обязательно учитывается порода дерева, так как удельный вес разных пород отличается друг от друга.
3. На сечение и размеры стропильной конструкции влияет угол уклона крыши и размеры самого строения.
4. Наслонные и висячие стропила рассчитываются по-разному.
5. Самая простая деревянная стропильная ферма представляет собой конструкцию, собранную из трех элементов – боковых сторон и основания (треугольник). Если же пролет превышает шесть метров, конструкцию усиливают подкосами и стойками, количество, сечение и место установки которых определяется расчетом.

Расчет конструкции – дело сложное, поэтому эту работу поручают опытным специалистам. На настоящий момент для облегчения расчетов разработано множество программ – от элементарных калькуляторов, до сложнейших «монстров», способных рассчитать ферму любой сложности. Последние созданы для инженерных работников и освоить их можно лишь при наличии определенного багажа знаний.

Что касается так называемых калькуляторов, то при строительстве несложных объектов можно рискнуть воспользоваться ими самостоятельно. Надо только иметь в виду, что правильный результат будет зависеть от того, насколько точно были введены исходные данные.

Расчет стропильной системы – качество можно просчитать

Рассматривая возведенный дом, можно оценить конструкцию крыши, узор и цвет кровельного материала, общий дизайн здания. Однако то, что обеспечивает все это, увидеть невозможно. Стропильная система отвечает за все элементы, связанные с крышей здания, и именно от нее зависит долговечность, качество и комфорт дома. Расчет стропильной системы – это ведущий этап в проектировании здания, определяющий все параметры несущей конструкции.

Перед тем как начать расчет стропил, необходимо определиться с интенсивностью нагрузок, которые будут действовать на кровлю в течение всех сезонов года. По своей природе влияющие факторы классифицируется на:

• Постоянного характера. Сюда относят ту нагрузку, которая будет действовать на стропильную систему постоянно. Вес кровли, обрешетка, гидроизоляция, пароизоляционный слой и другие элементы образуют стабильную величину с фиксированным весом.
• Переменные показатели. В эту категорию относят климатические факторы: снег, осадки, ветер и его интенсивность.
• Особые нагрузки. Здесь необходимо учесть климатические проявления повышенной интенсивности. Учитывать данный параметр стоит в местности с вероятной сейсмической активностью или же там, где возможны ураганы или особо сильный штормовой ветер.

Возведение крыши начинается с установки стропильной системы

Сложность расчетов обусловлена тем, что новичкам строительного дела тяжело учитывать все факторы влияния одновременно. Ведь кроме указанных показателей необходимо принимать во внимание вес и прочность самих стропильных досок, способ их крепления между собой и другие немаловажные, но малоизвестные величины. В помощь предлагается программа расчета стропил и ферм, но иногда логичнее воспользоваться формулами. Ведь именно самостоятельный анализ помогает «прочувствовать» все конструкционные особенности возводимой крыши.

Расчет постоянной нагрузки ↑

Чтобы понять, как рассчитать длину стропил и на какие цифры при этом ориентироваться, сперва стоит определить общий вес «кровельного пирога». Чтобы получить итоговый показатель, необходимо вычислить вес одного квадратного метра каждого слоя. Среднестатистическая крыша состоит из элементов:

1. Обрешетка. Ее монтируют из досок небольшой толщины – обычно 2,5 см. Данная величина дает вес одного «квадрата», равный 15 кг.
2. Утеплитель.
3. Гидроизоляция.
4. Кровельный материал.

«Кровельный пирог», вес которого необходимо учитывать при расчете нагрузки на стропильную систему

Изучая технические характеристики любого из данных слоев, легко найти информацию о необходимой величине. Проведя суммирование всех данных, рекомендуется увеличить результат на 10 процентов, то есть умножить на постоянный коэффициент 1,1. Это поможет заложить запас прочности для планируемой стропильной системы.

Важно! Опытные строители рекомендуют таким образом подбирать материалы, чтобы итоговый показатель нагрузки на один квадратный метр не превышал цифры в 50 кг.

Кто-то именует 50 кг завышенной величиной, однако стоит понимать, что излишек прочности не повредит. Определив вес кровельного пирога, стоит переходить к расчету второго показателя – снеговые нагрузки.

Расчет снеговой нагрузки ↑

Этот показатель очень важен, так как большинство регионов испытывают со стороны снеговых осадков долговременное влияние. Чтобы тяжесть снега не проломила крышу, стоит побеспокоиться о дополнительной прочности заранее. Для расчета выведена формула, в которой используются коэффициенты из СНиП 2.01.07-85.

Формула: полная снеговая нагрузка = вес снега на 1 кв.м. х корректирующий коэффициент.

Первая величина определяется в зависимости от места расположения дома. По интенсивности выпадаемых осадков все регионы разделены на снеговые зоны, для которых выведено усредненное значение.

Карта снеговых нагрузок с указанием регионов

Корректирующий коэффициент также можно найти в указанном СПиПе. Он видоизменяется в зависимости от угла наклона ската крыши:

• Для крыши, имеющей уклон более 60 градусов, данный показатель не используется, так как снеговая шапка не образуется на крутых скатах.
• Для крыш с величиной уклона от 25 градусов, но менее 60 введена корректировка, равная 0,7.
• Крыши с еще меньшим уклоном, практически пологие, нуждаются в поправочном коэффициенте, равном 1.

Стоит отметить тот факт, что снег распределяется по поверхности кровли неравномерно, образуя более интенсивные скопления в местах излома (выходы слуховых окон, ендовы и т. п.). Шаг стропил рекомендуется делать в этих местах минимальным – лучше установить спаренные элементы. Кроме этого, формируя слои кровельного пирога, стоит использовать в сложных зонах сплошную обрешетку и двойную гидроизоляцию.

Важно! Любые расчетные результаты желательно умножать на 1,1, то есть увеличивать запас прочности на 10 %.

Определение ветровой нагрузки ↑

Данный показатель имеет высокий уровень критичности, так как независимо от угла ската крыша подвергается опасности при сильном ветре. При малых углах наклона возникает угроза срыва и разрушения кровли под действием аэродинамической нагрузки. Большой же угол наклона приводит к тому, что крыша испытывает огромное давление ветра по всей своей поверхности.

Для расчета ветровой нагрузки также выведена формула с рядом поправочных коэффициентов.

Формула: ветровая нагрузка = показатель региона х коэффициент.

Карта ветровых нагрузок позволяет определить показатель региона

Показатель региона – это табличное значение, отраженное в СНиПе, а вот коэффициент необходимо выбирать, учитывая высоту дома и местность, в которой расположено здание. Значения коэффициента меняются по следующей схеме:

• Для домов высотой 20 метров значение для открытой местности равно 1,25, для территории с наличием препятствий (высокие дома, лес) – 0,85;
• Для домов высотой 10 метров – 1, 0 и 0,65 соответственно;
• Для низких домов высотой в 5 метров показатели равны 0,75 и 0,85 в зависимости от места расположения здания.

Чтобы понять, как рассчитать стропила, надо учесть тот факт, что практически вся конструкция представляет собой систему треугольников, поэтому проблем с определением длины досок обычно не возникает. Но так как при расчете необходимо учесть нагрузочные показатели, шаг обрешетки, величину пролетов и особенности конфигурации самой крыши, то лучшим решением становится специальная программа для расчета стропил. В ней достаточно ввести все необходимые данные и получить итоговый результат.

Важно! Мало какие программы могут проделать всю работу по конструированию. Чаще всего они оперируют уже готовыми цифрами по ветровой и снеговой нагрузке, а также запрашивают полную информацию по весу кровельных слоев.

Делая расчет стропильной конструкции, можно ориентироваться на таблицы стандартов. На строительном рынке ассортимент готовых стропил представлен досками длиной от 4,5 до 6,0 метров, но это не конечные величины. В зависимости от конструкции здания длина может быть изменена на необходимую.

Выбор сечения стропильного бруса определяется в зависимости от следующих факторов:

• длина стропильной доски;
• шаг, с которым будут установлены стропила;
• известные показатели нагрузок.

Таблица, в которой собраны оптимальные значения, выглядит следующим образом:

Таблица расчетных величин сечения стропил

Однако стоит помнить, что в зависимости от региона, рекомендации могут меняться.

Расчет стропильной ноги – ее длины – это самая простая задача из всех озвученных. При поиске значения, советуем обратиться к теореме Пифагора, где катетами будут служить ширина дома и разница в высоте между его стенами, тогда гипотенузой будет та стропильная доска, длину которой необходимо найти.

Вся предоставленная информация подразумевает расчет деревянных стропил, если же речь пойдет об использовании металла, то цифры будут немного иными. Ведь прочностные характеристики этих двух материалов существенно отличаются, а это значит, что и показатели сечения и шага стропильной конструкции будут меняться.

Расчет стропильной системы дома нельзя назвать легким занятием. Ведь для получения корректных данных надо не только уметь оперировать формулами и исходными величинами, знать СНиПы, но и уметь чертить и обладать пространственным воображением. Если есть сомнения в собственных силах, но не хочется платить за расчетные сведение деньги, то можно воспользоваться профессиональными программами.

Среди высокоточных информационных продуктов можно выделить 3D Max и Автокад. При определенных навыках справиться с этими ПО не составит труда. Однако есть и еще более простые решения.

В программу для расчета стропил достаточно ввести необходимые параметры и получить результат

Например, программа Аркон позволяет создавать несложные эскизные проекты, имеет калькулятор для расчета длины и сечения стропил. В ней легко работать благодаря доступному интерфейсу и легкому вводу информации.

Также стоит отметить, что существуют онлайн-программы. Это калькуляторы, которые предоставляют данные о величинах стропильной системы по введенным пользователем сведениям.

Если программа для расчета стропильной системы выдала информацию о том, что необходимы брусья большей длины, чем имеются в продаже, то решить эту проблему несложно. Существуют определенные методики по соединению стропил, обычно используют одну из трех:

1. соединение встык;
2. метод «косой прируб»;
3. соединение внахлест.

Методика «встык» подразумевает точный расчет сечения стропил, ведь при данном методе будет происходить соединение торцевых частей брусьев, обрезанных строго под прямым углом. Стык закрывается накладками, величина которых должна быть более полуметра. Если для накладок используются деревянные элементы, то крепление осуществляют длинными саморезами, располагая их в шахматном порядке. Но более прочное соединение обеспечивают металлические пластины, установленные в области стыка при помощи гаек и болтов.

Сращивание стропил в строительной системе делается так, чтобы на места соединений нагрузка влияла как можно меньше.

«Косой прируб» используется, когда торцевые части стропил спилены под углом в 45 градусов. Соединение в данном случае ведется насквозь болтами, диаметр которых – 12-14 мм.

Наращивание внахлест – самый простой, но самый расходный способ. Его суть состоит в том, что концы стропильных досок укладываются друг на друга с пересечением не менее 1 метра. Соединение происходит любыми крепежными элементами в шахматном порядке.

Точный расчет стропильной фермы не будет иметь никакого значения, если не будет выбран качественный строительный материал. Древесина может использоваться практически любая, поэтому стоит обращать внимание на величину и количество дефектов, а также на сопроводительную документацию к брусу.

Среди допустимых отклонений согласно ГОСТ по требованиям к пиломатериалам считаются:

• наличие трех сучков размером до 30 мм на одном метре бруса;
• наличие несквозных трещин, но не более половины длины стропильной доски;
• влажность пиломатериала в пределах 18%.

Выбирая стропильные доски, необходимо получить документы, подтверждающие их качество

Документы на качественный материал должны содержать следующую информацию:

• производитель;
• наименование изделия и стандарт, по которому оно изготовлено;
• параметры изделия, величина влажности и данные о породе древесины;
• количество материала в упаковке;
• дата производства.

Изучение СНиП и ГОСТ по пиломатериалам и стропильным системам покажет, что при работе с древесиной нельзя обойтись без некоторых мероприятий. Чаще всего действия перед монтажом подразделяют на защитные и конструктивные.

Защита стропильной системы выглядит как:

• Обработка антисептиками – предупреждает загнивание.
• Обработка антипиреновыми пропитками – защита от пожара.
• Обработка биозащитными составами – от насекомых-вредителей.
• Конструктивные мероприятия выглядят следующим образом:
• Монтаж гидроизоляционных прокладок, чтобы не было контакта между деревом и кирпичом.
• Создание гидро- и пароизоляционных слоев.
• Монтаж вентиляционной системы в подкровельном пространстве.

Важную роль играет противопожарная и антисептическая пропитка для стропил, оказывающая непосредственное влияние на длительность срока службы кровли

Начать строительство крыши дома, не зная размеры стропил, невозможно. Однако не стоит подходить к решению вопроса поверхностно. Нельзя ограничиться только расчетом стропильной системы, ее конфигурацией и испытываемой нагрузкой. Дом – это единый проект, в котором вместе связаны все параметры. Фундамент, возможности несущей конструкции, стропильная система, кровля – все это и многое другое нельзя рассматривать изолировано.

При строительстве особое внимание уделяется монтажу стропил, ведь от правильности сборки системы зависит безопасность жильцов дома

Грамотный проект, создаваемый еще на стадии планирования, поможет рассмотреть все вопросы в комплексе. Поэтому если в планах возникла идея возведения собственного дома, то идеальным решением будет консультация профессиональных строителей и проектировщиков. Специалисты помогут в решении всех вопросов и не допустят возникновения ошибок, которые могут повредить строительству здания.

Упрощенный метод расчета стропильной системы

Упрощенный метод поможет оперативно и безошибочно выбрать сечение стропил и размер пролета. В предлагаемом материале использовано минимальное количество формул, тем не менее итоговые данные довольно точны и содержат лишь незначительные погрешности.

В настоящее время известен способ расчета системы, предлагаемый СНиП 2.01.07–85 «Нагрузки и воздействия». В него включены достаточно трудоемкие и длительные вычисления, требуется большое количество справочных данных. Широко известный сегодня инструмент, предлагаемый многими интернет-ресурсами — расчет стропильной системы онлайн, дает возможность выяснить требуемый объем материалов.

Примечание. Мы предлагаем рассчитать стропильную систему прямой равносторонней и ломаной двускатной кровли с углом ската 45 град и больше без каких-либо дополнений и выносных элементов.

С чего начать расчет конструкции?

Общеизвестный метод основан на подборе конструктивных особенностей крыши и размера балок, исходя из заданной нагрузки. Такой способ не совсем практичен и удобен в свете современных реалий. Мы предлагаем произвести расчет, основываясь на других данных, а именно:

1. Рекомендации к конструктивным особенностям кровли. Прежде всего это такие аспекты, как характер помещения для мансарды (жилой или нежилой), схема размещения окон мансарды, присутствие чердака и его функциональное назначение.
2. Заданные габариты всего здания, либо граничные требования к ним. Большинство частных зданий возводится в уже заселенной, довольно плотно застроенной местности, что необходимо учесть при составлении проекта. Размер земельных угодий и пожелания будущих соседей по поводу освещенности их домов также влияют на расчеты.
3. Стандартизация. Система стропил состоит из множества деталей. Нужно стараться унифицировать их, сводя как можно большее число изделий к единообразию, с учетом размеров доступных сырьевых материалов.

Таблица зависимости шага от толщины

Создание эскиза стропильной системы кровли

Создать эскиз весьма непросто и требует затрат времени и сил. Тем не менее этот процесс представляется важной основополагающей стадией работы. Когда становятся ясны функциональные особенности стропильной системы, дальнейшее выполнение проекта значительно облегчается. На стадии изготовления эскиза определяются приближенные данные о габаритах различных деталей конструкции. Основная из них — стропильная ферма. На ее параметрах и строится процесс проектирования. Кроме того, важное значение имеют такие данные, как:

• Расстояние между несущими стенами. Очень хорошо, если опорные точки стропил, удерживающие и передающие вес, будут расположены на осях несущих конструкций. Расстояние от центра кровли до стены на горизонтальной проекции называют полупролетом.
• Расстояние от высшей точки крыши до перекрытия на вертикальной проекции. Данный размер зависит от желаемой высоты внутренних помещений (мансарды, чердака).

Сегодня чаще всего используются крыши с прямым или ломаным скатом. Тип ската значительно видоизменяет расчеты, потому мы предлагаем отдельные методики для каждого типа. Поскольку, так или иначе, крыша имеет форму треугольника, расчеты базируются на теореме Пифагора. Теперь уже мы можем с достаточной точностью вычислить поверхность скатов и узнать необходимое количество сырья для крыши и обрешетки. Проще всего это сделать с помощью одного из интернет-ресурсов, предлагающих произвести данные вычисления.

Таблица зависимости ширины пролета и толщины стропил

Расчеты стропильной системы при прямом равностороннем скате

Вносим в эскиз параметры перекрытия (в любой конструкции подобного типа имеется деревянное перекрытие) или размещение несущих стен с учетом масштаба. После этого соединяем конек со стенами, учитывая желаемый вылет кровли. Умножив длину полученных отрезков на масштаб, можно получить размер стропильной ноги.

Размещаем ригель в зависимости от планировки внутреннего помещения и узнаем его длину. Вычерчиваем упоры, откосы и вертикальные стойки. Длина пролетов не может превышать 200 см, а в стропилах необходимо предусмотреть внутренний подкос. Размеры должны соответствовать принятым нормам и правилам, рекомендуемых в соответствующей литературе, но вполне допустимы небольшие погрешности. Ориентируясь на соотношение катетов и гипотенузы рассчитываем габариты фермы. Прочие параметры берутся с чертежа с учетом масштаба. Основная цель — выяснить габариты всех деталей.

Расчеты стропильной системы при ломаном скате

Подобный вид крыши используется при возведении мансарды или дополнительного жилого этажа в существующей постройке. Он обладает некоторыми отличительными свойствами — в месте стыка скатов необходимо организовать несколько вертикальных стоек, а подстропильную затяжку размещают как в верхней части данных стоек, так и под коньком. Стойки и затяжка являются основой для возведения стен и потолка мансарды.

Аналогично прямому равномерному скату вычерчиваем основные детали конструкции — стены, перекрытия, после этого стойки и подстропильную затяжку, и проводим соединительные отрезки. Они достаточно точно соответствуют форме излома ската.

Проведя измерения и расчеты, складываем размеры составляющих фермы и добавляем к получившемуся значению 10%. Итоговое число является общей длиной конструкции одной фермы.

Выбор сечения стропил и стандартизация

Сечение деталей подбирается, исходя из пролета. В качестве сырья применяют, в основном, брус и доски. При использовании доски готовая конструкция имеет большую надежность. Пролеты между опорами не должны превышать 6 м.

Совет. Рекомендуется прокладывать дощечки в 2,5 см с шагом 30-40 см в стык досок вертикальной опоры. Таким образом можно значительно увеличить надежность и устойчивость конструкции.

Когда становится известно сечение доски, не сложно рассчитать объём одной фермы. Для этого необходимо умножить ОДК1 на площадь сечения доски. Итоговое значение используется для вычисления всего объема конструкции.

Шаг стропил мансарды связан с толщиной и конструктивными особенностями ферм. Поделив размер продольной стены на шаг, получаем необходимое число ферм. Для вычисления длины фермы необходимо умножить его на ОДК-1, а объема — на ОФ1.

Расчёт горизонтальной обвязки стропильной системы

Когда перекрытия в здании изготавливают из древесины, мауэрлат входит в систему стропил. Мы предлагаем расчет для домов со стенами из камня. Вертикальные стойки, подкосы и прогоны уже рассчитаны, нужно рассчитать лишь мауэрлат. В вычислениях нет ничего сложного, обвязка должна быть толще стропильной ноги, как минимум, вдвое. Если известно, что вес конструкции крыши (с учетом веса обрешетки и снежного слоя) чересчур велик, надо использовать для устройства мауэрлата 3 ряда досок.

Чтобы подсчитать объем обвязки, необходимо умножить длину несущей стены на поперечную площадь доски и на количество рядов. Многослойные конструкции более надежны и долговечны.

Расчет общего количества требуемых материалов

Необходимо суммировать объемы всех элементов, рассчитанные ранее, и добавить 20% на отходы и обрезку. Количество необходимого крепежа и других метизов рассчитать затруднительно. Рекомендуется закупать их с запасом.

Примечание. Все данные и формулы соответствуют принятым нормам и стандартам.

Хотя данный расчет может показаться на первый взгляд чересчур упрощенным и ориентировочным, его результаты ничуть не хуже данных, полученных при использовании популярных онлайн-программ. Выбор методики, в любом случае, осуществляется проектировщиком.

Методы соединений: анализ и расчет фермы

Как рассчитать осевые силы ферменной системы методом соединений?

В этом руководстве мы объясним, как использовать метод соединений для расчета внутренних сил стержня в системе или конструкции фермы.

Эти силы известны как осевые силы и очень важны при расчете фермы. Если вам непонятно, что такое ферма, в нашей статье — Что такое ферма. Метод соединений в основном включает рассмотрение каждого из «сочленений» (где встречаются элементы) и применение статических уравнений для решения.

Шаг 1. Рассчитайте реакции на опорах

Мы начнем с рассмотрения простого примера стропильной системы из 5 элементов:

Чтобы рассчитать изгибающий момент в этой ферменной системе, сначала принимаем сумму моментов левой реакции равной нулю. Мы делаем это, игнорируя все элементы и просто глядя на силы и опоры в конструкции. Это тот же метод, который использовался в реакции на изгибающий момент в нашем предыдущем уроке.

∑MA (3 м) (- 5 кН) + (6 м) (RB) RB = 0 = 0 = 2.5 кН∑MA = 0 (3 м) (- 5 кН) + (6 м) (RB) = 0RB = 2,5 кН

Из приведенных выше уравнений мы решаем силу реакции в точке B (правая опора). В нашем примере это составляет 2,5 кН в направлении вверх. Теперь, если мы возьмем сумму сил в направлении y (вертикальном), мы обнаружим, что опора A (левая опора) также равна 2,5 кН.

∑Fy = 0RA + 2,5 кН − 5 кН = 0RA = 2,5 кН∑Fy = 0RA + 2,5 кН − 5 кН = 0RA = 2,5 кН

Шаг 2: Рассмотрим одну из опор:

Теперь, когда у нас есть силы реакции, мы можем приступить к анализу остальной части этой ферменной конструкции.Во-первых, мы смотрим на одну из известных нам сил — в этом случае мы будем рассматривать реакцию левой опоры +2,5 кН. Поскольку мы знаем, что эта сила возникает в этой точке, мы рассмотрим только этот момент отдельно. Мы повторяем этот процесс несколько раз, поэтому важно попрактиковаться и изучить этот процесс, чтобы иметь хорошее представление о том, как решать осевые силы в ферменных конструкциях. Итак, снова рассмотрим первую точку поддержки:

.

Увеличивая эту точку, мы видим все известные силы, действующие на нее.Из статики мы знаем, что силы в направлениях x и y должны в сумме равняться нулю. Соответственно, если мы знаем, что существует восходящая вертикальная сила, тогда должна существовать нисходящая сила, чтобы противодействовать ей. Поскольку у нас уже есть значение силы, направленной вверх, мы сначала попытаемся оценить член номер 1.

Здесь нам потребуются некоторые знания векторов. Важно помнить, что все силы должны в сумме равняться нулю как для x, так и для y-направлений. В нашем примере горизонтальное расстояние составляет 3 метра, а вертикальное — 5 метров, в результате чего гипотенуза равна примерно 5.83 м. Используя это, мы можем сделать вывод, что составляющая нормальной силы элемента 1 равна (5,83) / (5), умноженным на вертикальную силу 2,5 кН. Это равно 2,92 кН и ДОЛЖНО быть направленной вниз силой, если точка должна оставаться неподвижной.

Элемент 2 можно рассчитать примерно так же. Если мы знаем, что элемент 1 действует вниз, то мы знаем, что он также должен действовать влево. Соответственно, мы знаем, что элемент 2 должен создавать силу, которая тянет точку вправо, чтобы поддерживать силы в x-направлении.Это значение рассчитывается как (3 / 5,83) x 2,92 кН и равно 1,51 кН.

Начните решение ваших ферм с помощью бесплатного калькулятора ферм SkyCiv:

Шаг 3: переход к другой точке:

Рассчитав внутренние силы первого элемента в нашей ферме, мы теперь посмотрим на другую точку, чтобы повторить процесс:

Опять же, мы увеличим масштаб до точки отсчета и рассмотрим все известные силы, действующие на точку:

Примерно так же, как и раньше, если мы просуммируем известный вертикальный компонент 2. 92 кН (2,5 кН в вертикальном направлении) и усилие — 5 кН, направленное вниз, то у нас есть превышение в направлении вниз 2,5 кН (5 — 2,5). Соответственно, мы знаем, что элемент 1 должен вызывать силу в направлении вверх, чтобы острие оставалось неподвижным. Эта сила должна иметь вертикальную составляющую 2,5 кН, а поскольку она находится под тем же углом, что и предыдущий элемент, внутренняя осевая сила также должна составлять 2,92 кН.

Теперь рассмотрим силы в x-направлении. В этой точке вся вертикальная сила от элемента 1 противостоит вертикальной силе ранее рассчитанного элемента.Это означает, что сумма сил в направлении x уже равна нулю. Соответственно, в элементе 2 не может быть силы, иначе точка станет неуравновешенной и перестанет оставаться статичной.

Шаг 4: Переход к другой точке:

Глядя на эту точку, мы видим, что это особый случай. В этой ситуации любая сила, толкающая вверх, не будет иметь возможного сопротивления, поскольку нет другого элемента, который мог бы обеспечить силу, направленную вниз, чтобы удерживать точку в статике. Соответственно, поскольку сумма сил должна быть равна нулю, этот элемент не может иметь связанную с ним силу.Следовательно, он не имеет силы и известен как нулевой член.

Опять же, если мы посмотрим на суммирование сил в x-направлении, мы увидим, что есть только один элемент, который имеет любую силу в x-направлении. Соответственно, это также должно иметь нулевое осевое усилие, чтобы сумма сил равнялась нулю.

Окончательное решение

Наконец, мы получили следующий результат для нашей фермы. Мы можем видеть все возникающие осевые силы внутри элемента и реакции на опорах.Следующий результат был взят из нашего бесплатного калькулятора фермы — попробуйте, это бесплатно!

Простые шаги

• Всегда начинать с расчета реакций на опорах
• Выберите точку с известной силой и рассмотрите отдельно
• Используйте векторную геометрию и сумму сил = 0 для решения других сил стержня
• Повторяйте процесс, пока не будут решены все элементы.
• Не забывайте остерегаться нулевых участников

Бесплатный калькулятор фермы

Ферменные конструкции | SpringerLink

• Steen Krenk
• Jan Høgsberg

Глава

• 2
  Цитаты

• 88 тыс.
  Загрузки

Abstract

Ферменные конструкции представляют собой особый класс конструкций, в которых отдельные прямые элементы соединяются в местах соединения.Предполагается, что элементы соединены с соединениями таким образом, чтобы допускать вращение, и, таким образом, из соображений равновесия следует, что отдельные структурные элементы действуют как стержни, то есть структурные элементы, которые могут нести только осевую силу при растяжении или сжатии. В статически определенной ферме все силы стержня могут быть определены уравнениями равновесия, приложенными к стержням и соединениям фермы. Существует несколько стратегий выполнения соответствующих вычислений, и в этой главе будут описаны три из них.Первый и наиболее простой в концептуальном плане метод заключается в рассмотрении каждого сочленения как изолированного тела, для которого должны выполняться уравнения равновесия. В качестве альтернативы, силы стержня можно рассчитать, используя секции для разделения больших частей конструкции, а затем применяя подходящие уравнения равновесия для этих больших частей. Для двух классических методов соединения и секций характерно то, что они устроены так, чтобы определять силы стержня последовательно, и, таким образом, удобны для расчета сил стержня или их части вручную.В качестве альтернативы можно разработать общий систематический метод для упругих ферм, независимо от того, являются ли они статически определенными или неопределенными. Метод состоит в систематической постановке уравнений равновесия всех соединений с использованием упругих свойств стержней. Этот метод является частным случаем метода конечных элементов и здесь проиллюстрирован простой программой MATLAB MiniTruss.

Ключевые слова

Виртуальная рабочая ферма Вертикальная проекция Горизонтальная проекция Плоская ферма

Эти ключевые слова были добавлены машиной, а не авторами.Это экспериментальный процесс, и ключевые слова могут обновляться по мере улучшения алгоритма обучения.

Это предварительный просмотр содержимого подписки,

войдите в

, чтобы проверить доступ.

Предварительный просмотр

Невозможно отобразить предварительный просмотр. Скачать превью PDF.

Информация об авторских правах

© Springer Science + Business Media Dordrecht 2013

Авторы и аффилированные лица

1. 1. Кафедра машиностроения, Технический университет Дании, Конгенс Люнгби, Дания

Microsoft Word — Example_Roof_Truss_Analysis.

docx

% PDF-1.6
%
10 0 obj
>
эндобдж
7 0 объект
> поток
PScript5.dll Версия 5.2.22010-08-25T08: 35: 06-05: 002010-08-25T08: 09: 56-05: 002010-08-25T08: 35: 06-05: 00application / pdf

Acrobat Distiller 8.2.2 (Windows) uuid: 6625809d-a3a0-4c13-9c3e-230c08b571fauuid: 5acf2c30-15c6-4549-93ae-059dc3155761

конечный поток
эндобдж
95 0 объект
> / Кодировка >>>>>
эндобдж
6 0 obj
>
эндобдж
11 0 объект
>
эндобдж
165 0 объект
>
эндобдж
99 0 объект
>
эндобдж
132 0 объект
>
эндобдж
74 0 объект
>
эндобдж
47 0 объект
>
эндобдж
73 0 объект
> поток
h [Yo # ~ 篘 Gm

Механическая карта — Метод соединений

Метод соединений — это процесс, используемый для определения неизвестных сил, действующих на элементы фермы . Этот метод основан на соединениях или точках соединения между элементами, и обычно это самый быстрый и простой способ решить все неизвестные силы в ферменной конструкции.

Методом соединения:

Процесс, используемый в методе соединения, описан ниже:

1. Вначале обычно полезно маркировать элементы и соединения в ферме. Это поможет вам сохранить все организованным и последовательным в последующем анализе. В этой книге элементы будут обозначены буквами, а соединения — цифрами.

Первым шагом в методе соединений является маркировка каждого соединения и каждого элемента.

2. Рассматривая всю ферменную конструкцию как твердое тело, нарисуйте схему свободного тела, запишите уравнения равновесия и решите для внешних сил реакции, действующих на ферменную конструкцию. Этот анализ не должен отличаться от анализа отдельного твердого тела.

Рассматривайте ферму в целом как твердое тело и решите, какие силы реакции поддерживают ферменную конструкцию.

3. Предположим, что в каждой точке соединения между элементами есть штифт или другой небольшой кусок материала.Далее вы нарисуете схему свободного тела для каждой точки подключения. Не забудьте включить:
   • Любая внешняя реакция или силы нагрузки, которые могут действовать на это соединение.
   • Нормальная сила для каждых двух силовых элементов, соединенных с этим соединением. Помните, что для двухсилового элемента сила будет действовать вдоль линии между двумя точками соединения на элементе. Нам также нужно будет угадать, будет ли это сила растяжения или сжатия. Неправильная догадка сейчас просто приведет к отрицательному решению позже.Тогда общая стратегия состоит в том, чтобы предположить, что все силы являются растягивающими, тогда в дальнейшем в решении любые положительные силы будут растягивающими силами, а любые отрицательные силы будут сжимающими.
   • Обозначьте каждое усилие на диаграмме. Включите любые известные величины и направления и укажите имена переменных для каждого неизвестного.

Нарисуя схему свободного тела каждого сустава, мы берем известные силы, а также силы растяжения от каждого двух силовых элементов.

4. Запишите уравнения равновесия для каждого из шарниров . Вы должны рассматривать суставы как частицы, поэтому будут уравнения сил, но не уравнения моментов. С двумя (для 2D-задач) или тремя (для 3D-задач) уравнениями для каждого сустава это должно дать вам большое количество уравнений.

• В плоских фермах сумма сил в направлении x будет равна нулю, а сумма сил в направлении y будет равна нулю для каждого из сочленений.

\ [\ sum \ vec {F} = 0 \]
\ [\ сумма F_x = 0 \]	\ [\ sum F_y = 0 \]

• В пространственных фермах сумма сил в направлении x будет равна нулю, сумма сил в направлении y будет равна нулю, а сумма сил в направлении z будет равна нулю для каждой из суставы. {p} {F_ {yi}} = 0; \ end {Equation}

  Элементы фермы часто наклонены относительно горизонтали, как показано на рисунке 3.2.

  Рисунок 3.2: Схема свободного тела углового элемента фермы с соответствующими совместными усилиями и составляющими силы

  На этом рисунке показана схема свободного тела элемента фермы при растяжении, когда силы на обоих концах элемента параллельны самому элементу и направлены от него. Используя наше соглашение о знаках, это представляет собой положительную осевую силу. Осевые силы элемента фермы ($ F $ на рисунке) обычно представляют собой неизвестные силы, которые мы пытаемся вычислить при расчете фермы.Как ранее обсуждалось в разделе 1.6, хотя для самой внутренней осевой силы существует соглашение о знаках (положительное для растяжения, отрицательное для сжатия), в нашем решении мы должны будем учитывать фактическое направление стрелок силы (как внешние силы) в диаграмма свободного тела элемента или соединенных суставов. Для показанной осевой силы $ F $ сила слева от стержня направлена ​​вниз и влево, а сила справа направлена ​​вверх и вправо. Эти силы в противоположных направлениях вместе создают осевую силу внутреннего натяжения в элементе фермы.

  Схема свободного тела элемента фермы, показанная в левой части рисунка 3.2, вырезана в месте расположения петель с обоих концов; однако на любом конце элемента он соединен с шарниром, который может быть представлен как одна точка, как показано. Обратите внимание, что соединения, показанные на рисунке, не являются схемами свободного тела, потому что они явно не находятся в равновесии (если только $ F = 0 $). Сила, действующая на соединение, создаваемая элементом фермы, противоположна силе, действующей на элемент фермы, создаваемой соединением.Это следует из третьего закона Ньютона и было описано ранее в разделе 1.6, где было показано, что силы по обе стороны от выреза в конструкции должны быть равными по величине и противоположными по направлению. При анализе фермы важно внимательно следить за тем, в какую сторону направлены силы. Как правило, сила растяжения будет направлена ​​в сторону от конца элемента фермы или соединения, а сила сжатия будет направлена ​​в сторону конца элемента или соединения. 2} \ end {уравнение}

  В качестве альтернативы компонент силы может быть найден с помощью тригонометрии и угла раскоса $ \ theta $.Используя тригонометрию, компоненты силы просто равны:

  \ begin {align} \ tag {5} F_x = F \ cos \ theta \\ \ tag {6} F_y = F \ sin \ theta \ end {align}

  Угол $ \ theta $ может быть найден с помощью тригонометрии, если он не указан. Если прогнозируемые длины $ L_x $ и $ L_y $ известны, то:

  \ begin {уравнение} \ theta = \ arctan \ left (\ frac {L_y} {L_x} \ right) \ label {eq: incl-angle} \ tag {7} \ end {уравнение}

  В конце концов, оба эти метода идентичны, с той лишь разницей, что они используют разную стартовую информацию.Наиболее эффективный метод использования будет зависеть от того, какая информация известна в начале задачи анализа фермы. Оба метода будут работать независимо от проблемы.

  2.1.8 Проектирование фермы — Принципы проектирования

  Члены группы: Тревор Данлэп, Лиззи Олсон и Паркер Саммерс

  Завершено: 14. 12.20 и 1/5 — 1/13

  Пояснение к проекту: К оценить эффективность различных конструкций. Мы сравним количество силы, при которой они сломались (F = Сила), с количеством материала, который был использован для изготовления фермы

  (W = Вес).

  Мы использовали уравнение F / W = Эффективность

  Мы создали четыре фермы, две из двух разных конструкций. Затем мы сами создали собственную ферму.

  Конструкция фермы 1:

  До:

  После:

  Первый:

  Второй:

  00 Конструкция 2: 9253000

  После:

  Первый:

  Второй:

  Таблица эффективности:

  Конструкция фермы 1 Вес = W Приложенная сила = F Эффективность = (F / W)

  Расчет 1 3.09 г 6 фунтов 1,94 г / фунт

  Конструкция 2 2,16 г 4 фунта 1,85 г / фунт

  Конструкция фермы 2 Вес = W Приложенное усилие = F Эффективность = (F / W)

  Конструкция 1 5,24 г Тест не пройден Тест не пройден

  Проект 2 4.85 г 30 фунтов 6,19 г / фунт

  Ферма по индивидуальному заказу:

  До:

  После:

  Расчет усилия:

  9000 Таблица эффективности по индивидуальному заказу = W Приложенная сила = F Эффективность = (F / W)

  3,75 г 148 фунтов 39.47 г / фунт

  Видео тестируемой нестандартной фермы ————————> Видео

  Выводы:

  В конечном итоге я очень горжусь моя ферма. Ферма выдержала целых 148 фунтов до раскола. Я, наверное, в следующий раз убедился бы, что правильно приклеил все мои балки, так как одна из моих балок выскочила. Скорее всего, я бы подумал о том, как добавить больше вертикальных лучей. Средняя балка была сильно сжата, и мне нужно было найти способ ее разложить или опустить, чтобы она не раскололась.Мне также нужно было бы найти способ усилить или изменить вес сломавшегося стыка, однако вполне вероятно, что это было просто из-за сильного отсутствия клея на одной из балок.