Вы когда-нибудь в молодости рисовали дом в виде квадрата с треугольником наверху?? Знаете ли вы, что помимо стен дома вы нарисовали еще две стропильные балки, которые образуют одни из самых важных балок в стропильной системе жилой крыши?! Фермы крыши жилого дома состоят из двух соединенных стропил, образующих традиционную треугольную форму крыши, которую любят рисовать дети..

Стропила — один из ключевых элементов каркаса крыши, выступающий в качестве основного элемента, поддерживающего обрешетку крыши. (или прогоны) которые, в свою очередь, поддерживают кровельное покрытие. Стропила – это наклонная балка, спускающаяся с конька крыши. (или пик) до карниза вдоль стены здания.

Существует несколько различных способов проектирования стропил с помощью SkyCiv..

Самый простой способ — применить расчетные действия стропил к стропилу. Модуль быстрого проектирования для соответствующего стандарта проектирования. Этот метод требует всего лишь нескольких входов в калькулятор стропил, что позволяет спроектировать стропильную балку менее чем за минуту.. Поскольку модуль интегрирован с базой данных секций SkyCiv и базой данных материалов SkyCiv, вы можете легко выбирать доступные размеры секций и материалы, не обращаясь к каким-либо внешним ссылкам..

Однако если вам нужно спроектировать более одного стропила, а также необходимо спроектировать коньковую балку стропильной фермы крыши., потолочные балки, реек или других элементов в жилом деревянном доме. Более надежным решением может быть использование SkyCiv S3D. Преимущество построения модели с помощью S3D заключается в том, что вам нужно только один раз приложить нагрузки к конструкции, и SkyCiv автоматически рассчитает расчетные силы на каждый элемент конструкции.. Используя интеграцию проектирования деревянных элементов SkyCiv, вы можете быстро и легко спроектировать сразу все элементы деревянного каркаса.. Для получения дополнительной информации вы можете посмотреть это руководство о том, как спроектировать деревянную конструкцию с помощью SkyCiv, используя этот метод.

Поскольку модуль быстрого проектирования требует от пользователей ввода действий по проектированию, могут потребоваться некоторые предварительные расчеты, которые обсуждаются в разделе ниже..

Мертвые нагрузки

Мертвая нагрузка включает в себя собственный вес стропил, а также вес поддерживаемых элементов, таких как обрешетки., кровельное покрытие/черепица и любая изоляция или другие материалы, которые могут поддерживаться стропилами.. Материал кровельного покрытия может оказывать существенное влияние на расчетные нагрузки на стропила. - плитка может быть 5 раз тяжелее кровельного покрытия!

Таблица A2 AS 1170.1:2002 имеет следующий вес материала для обычных кровельных материалов:

• 0.80 Толщина стандартного оцинкованного гофрированного листа мм. : 0.10 кПа
• Терракотовая плитка (Французский узор) - 0.57 кПа
• Бетонная плитка - 0.53 кПа

Живые нагрузки

Подвижные нагрузки необходимы для таких событий, как подъем рабочего на крышу для проведения работ по техническому обслуживанию.. Временная нагрузка, используемая при проектировании, зависит от стандарта проектирования, используемого при проектировании стропила..

Для Австралии AS/NZS 1170.1:2002 указано, что для конструктивных элементов крыш домов должны быть равномерные распределенные воздействия. 0.25 кПа и сосредоточенного действия (проверено отдельно) должен быть 1.1 кН (в худшем положении).

ASCE 7-22 имеет типичный 20 PSF (0.96 кПа) постоянная нагрузка для крыш. Временная нагрузка может быть уменьшена с этого значения до 12 psf в зависимости от расчетов в разделе 4.8.2 стандарта.

Снеговые нагрузки

Снеговые нагрузки могут создавать значительные вертикальные нагрузки на стропила и зависят от уклона крыши..

Снеговые нагрузки можно создать с помощью Генератор снеговой нагрузки SkyCiv. Если проектирование стропил завершается в SkyCiv S3D, то встроенный генератор снеговой нагрузки может быть использован.

Ветровые нагрузки

Ветровые нагрузки могут создавать боковые силы на конструкцию, которым частично противостоят стропильные балки.. Ветер с подветренной стороны здания также может тянуть стропила вверх, а это означает, что стропила также должны быть прочными, чтобы противостоять силам подъема..

Ветровые нагрузки можно рассчитать с помощью Генератор ветровой нагрузки SkyCiv. Если проектирование стропил завершается в SkyCiv S3D, то встроенный генератор ветровой нагрузки может быть использован.

Стропила подвергаются тем же сочетаниям нагрузок, что и другие элементы строительных конструкций.. Например, ASCE 7-22 основные сочетания нагрузок для расчета прочности::

1. 1.4D
2. 1.2D + 1.6L + (0.5Лр или 0,3S или 0,5R)
3. 1.2D + (1.6Лр или 1.0S или 1.6R) + (L или 0,5 Вт)
4. 1.2D + 1.0 W + L + (0.5Лр или 0,3S или 0,5R)
5. 0.9D + 1.0 W

где:

• D = Мертвая нагрузка
• L = Постоянная нагрузка
• Lr = Временная нагрузка на крышу
• S = Снеговая нагрузка
• р = Дождевая нагрузка
• W = Ветровая нагрузка

Стропила следует проверять на предмет отсутствия превышения требуемых пределов прогиба.. Общие пределы отклонения составляют L/240 для временных нагрузок и L/180 для полных нагрузок. (мертвых + жить) упоминается в IBC.

NDS 2018 дает общий прогиб стропил по уравнению.

ΔТ = Ккр * ΔLT + ΔST

где:

• ΔT = общий прогиб стропила
• ΔLT= немедленный прогиб стропил из-за длительной составляющей расчетной нагрузки
• ΔST= прогиб стропил из-за кратковременной составляющей расчетной нагрузки
• Kcr = обычно зависящий от времени коэффициент ползучести 1.5 или 2.0.

Стропильные балки традиционно изготавливаются из прочных долговечных материалов, способных выдержать необходимую нагрузку кровли и противостоять факторам окружающей среды.. Предпочтительны легкие материалы, поскольку стропила должны выдерживать собственный вес, а также их легче устанавливать, поскольку работникам придется поднимать стропила на место..

Наиболее распространенными материалами для стропил крыши являются:

• Дерево: Деревянные стропила являются наиболее распространенными, поскольку они представляют собой экономичное и легкое решение и десятилетиями используются в стропильных фермах жилых домов..
• Изделия из древесины: Когда требуется дополнительная прочность фермы крыши жилого дома, спроектированные деревянные стропила (Стропила из LVL или клееного бруса) обеспечивают простой способ увеличения прочности, при этом позволяя использовать стандартные соединения древесины с древесиной по всей ферме крыши..
• Холоднокатаная сталь: Стальные стропила холодной штамповки представляют собой легкую альтернативу древесине с хорошей коррозионной стойкостью и огнестойкостью..
• Стали : Стальные стропила представляют собой более тяжелое, но прочное решение, чем альтернативные варианты.. В коммерческих целях сталь может стать наиболее экономически эффективным решением для стропил, а также может потребоваться для достижения более длинных пролетов, чем другие типы стропил..

Калькуляторы деревянных балок SkyCiv можно использовать для расчета деревянных и конструкционных деревянных стропил, которые представляют собой наиболее распространенные типы материалов для стропил.. Для расчета стальных стропил и стальных стропил холодной штамповки в качестве калькуляторов стропил можно использовать следующие инструменты::

• Cold Formed Steel Design Calculators:
• AISI S100-16 Purlin Design
• ТАК КАК 4600:2018 Круглые и прямоугольные формы
• В 1993-1-3 Дизайн прогона
• Калькуляторы стального проектирования
  • ТАК КАК 4100 Калькулятор стального проектирования
  • МАКО 360 Калькулятор стального проектирования
  • Калькулятор стальной балки CSA S16-14

Обычно крыша состоит из общие стропила идущие от конькового бруса до карниза крыши. Однако для формирования полной стропильной конструкции крыши обычно требуются стропила других типов, и вы можете использовать некоторые из этих ключевых фраз на строительной площадке или при проектировании..

Обычное стропило

Обычные стропильные элементы имеют одинаковую длину, идущую от конька крыши до карниза крыши..

Бедро стропила

Диагональные элементы, идущие от угла крыши до конца конька..

Джек Рафтер

Джек стропила (также известный как крипер стропила) не бегайте по всей длине склона. Существует несколько разновидностей накладных стропил:

• Долина Джек Рафтер: стропильная балка, идущая от конька до стропила ендовы
• Хип Джек Стропила: стропильная балка, идущая от вальмового стропила до карниза
• Калека Джек Рафтер: стропильная балка, идущая от конька до стропила ендовы

Потолочные балки

Хотя еще одна неотъемлемая часть стропильной фермы, потолочные балки не являются стропилами, поскольку они находятся внутри здания и поддерживают потолок. (внутренний) вместо кровельного покрытия (внешний). Они более защищены от факторов окружающей среды, таких как ветер и снег, которые устраняются стропильными балками..

Коньковая доска — это ненесущий элемент, который используется для поддержки концов стропил.. Когда ферма формируется в крыше с использованием стропильных связей или связей с воротником, конек не обязан противостоять каким-либо расчетным нагрузкам, а просто должен обеспечивать жесткость и поверхность для прибивания стропил в нужном положении, чтобы они могли передавать силы на противоположные стропила..

В случае, если желательна открытая крыша в стиле собора и отсутствуют горизонтальные связи, конструкция больше не работает как ферма.. В этом случае для конька требуется несущая балка. (коньковая балка) который поддерживается с обоих концов и обеспечивает торцевую поддержку стропил.

• Калькулятор грузоподъемности двутавровой балки
• Калькулятор дизайна алюминия
• Калькулятор проектирования лесов

SkyCiv предлагает широкий выбор 3D Программное обеспечение для расчета конструкций для инженеров. Как постоянно развивающаяся технологическая компания, мы стремимся к инновациям и стимулированию существующих рабочих процессов, чтобы сэкономить время инженеров в их рабочих процессах и проектах.