Розрахунок навантаження на дах

При будівництві даху часто доводиться вибирати товщину крокви. Від вибору залежатиме довговічність та надійність конструкції. Виконуючи розрахунок, основною помилкою є тільки те, що розраховується маса даху, але ніколи не враховується навантаження від снігу, яка іноді перевищує навантаження від даху.

Еліт - покриття для даху

Крокви є основним несучим елементом даху, і саме на неї лягає все навантаження, тобто:

Власна вага;
навантаження від перекриття;
Навантаження снігу.

До короткочасних навантажень можна віднести масу людей, які виконують будівельні та інші роботи, снігові та вітрові навантаження. До довгострокових можна віднести вагу самої конструкції.

До особливих навантажень прийнято відносити навантаження від природних катаклізмів, наприклад, від землетрусу чи ураганного вітру.

Розрахунок навантаження

Для нашої місцевості прийнято вважати, що на один квадратний метр даху сніг тисне з силою в 180-200 кілограм.

Розрахунок провадиться за формулою:

Р – навантаження від снігового покриву;
Рс – сила, яка впливає на один квадратний метр даху, тобто в нашому випадку приблизно 180;
К – коефіцієнт ухилу даху. Якщо схил даху становить менше 25 градусів, то коефіцієнт дорівнює 1, якщо кут нахилу лежить в межах від 25 до 60 градусів, то коефіцієнт дорівнює 0,7, якщо кут нахилу становить більше, значення коефіцієнта не враховується.

Вибір товщини крокви робиться також на основі розрахунку.

Приклад - розрахунок для вибору товщини крокви

Дах заміського будинку

Питоме навантаження позначимо, як Ун – ценавантаження на один метр довжини крокви. Відстань між кроквами позначимо, як С.

Задамо умови для розрахунку:

Вагу снігу на горизонталь даху приймемо рівним 180 кілограмів на квадратний метр;
Ухил даху дорівнює 30 градусам;
Нехай покрівельний матеріал представлений шифером;
Довжина крокви дорівнює 3,5 метра.

Тоді розрахунок виглядатиме так:

180 * 0,7 = 126 кілограм на метр квадратний.

До цього тиску потрібно додати масу самого даху, який при нашому покритті дорівнює 40 кілограмів, тоді загальне питоме навантаження дорівнює:

126+40=166 кілограмів на метр квадратний.

У цьому розрахунок не закінчується. Далі необхідно помножити одержаний тиск на коефіцієнт, який характеризує відстань між кроквами, тобто це число і є сама відстань, тоді отримаємо:

166 * 1 = 166 кілограм на метр крокви.

Тепер знаючи, що питоме навантаження дорівнює 166 кілограм і довжина кроквяної ноги дорівнює 3,5 метра, за спеціальною таблицею можна підібрати переріз крокв, який залежить від того, з чого виготовляється крокви з круглого лісу або бруса.

Деякі константи необхідні виробництва розрахунків

При розрахунку, як видно, потрібні такі дані, як вага квадратного метра даху, виготовленої з різного матеріалу.

Дані запишемо у наступному форматі.

Спочатку матеріал, а потім маса одного квадратного метра.

Руберойд або толь – 40 кілограмів, при максимальному ухилі даху в 14 градусів;
Шифер – 40 кілограм, при максимальному ухилі даху 45 градусів;
Черепиця – 60 кілограмів, при максимальному ухилі даху в 60 градусів.

Інші види покриття та відповідні їм маси можна знайти вспеціалізованих джерел.

Так само для встановлення товщини бруса потрібні додаткові дані, які, як зазначалося при розрахунку, залежать від довжини кроквяної ноги і від питомого навантаження.

У клітинах вказані діаметри колод у сантиметрах.

Таку ж таблицю можна скласти і для брусів, проте це просто не має сенсу, так як бруси виготовляються стандартними розмірами, і немає сенсу спеціально на замовлення виготовляти брус 8*16 сантиметрів, можна просто поставити 10*15 сантиметрів.

Розрахунок вітрового навантаження

Вітрові навантаження на дах розраховуються за таким же принципом, як і снігові. У загальному розумінні формула має такий вигляд:

Нв – вітрове навантаження, Але – нормативне значення навантаження для заданого району, К – коефіцієнт, який враховує коливання вітрового навантаження залежно від висоти.

Коефіцієнт може приймати такі значення:

Висота будівлі 5 і менше метрів – коефіцієнт дорівнює 0,75 чи 0,5;
Висота споруди 10 і менше метрів – коефіцієнт дорівнює 1 чи 0,65;
Висота будівлі 20 і менше метрів – коефіцієнт дорівнює 1,25 чи 0,85.

Як видно, у всіх випадках представлено два коефіцієнти.

Вибір першого чи другого варіанта залежить від цього, у якій місцевості перебуває будівництво. Якщо будинок будується на відкритому узбережжі, поблизу водосховищ, у пустельній місцевості, в степу – тоді потрібно вибирати перший варіант, якщо будинок будується на міській території, поблизу лісового масиву, то варто вибирати другий варіант.

Дах із фронтонами

Але також залежить від місцевості, а точніше від району будівництва. Для нашого району цю величину приймають 38. Якщо місцевість знаходиться ближче до морів, то її стоїтьуточнити за спеціальною карткою.

Знаючи показники всіх величин можна розрахувати навантаження вітру:

Нв = 38 * 0,75 = 28,5 кілограм сили на квадратний метр.

Загальне навантаження

Знаючи навантаження від снігу, від власної маси та від вітру, можна легко знайти загальне навантаження на один погонний метр крокви, що було зроблено в попередньому розрахунку, але без урахування вітрового навантаження.

Слід зазначити, що для більш точного розрахунку слід враховувати і тимчасові, тобто короткострокові навантаження, наприклад навантаження від маси людини. Також не слід вибирати той переріз крокви або діаметр круглої колоди, що забезпечує потрібну міцність впритул, слід завжди залишати запас, шляхом вибору більшої товщини або більшого перерізу.

Вибір перерізу крокв залежить, перш за все, від двох показників:

Від довжини крокви;
Від кроку встановлення крокв.

Тоді отримаємо такі перерізи:

Крок установки дорівнює 60 сантиметрам, при довжині крокви 3м – 40*150, 4м-50*150, 5м-50*175, 6м-50*200;
Крок установки дорівнює 90 сантиметрів, при довжині крокви 3м – 50*150, 4м – 50*200, 5м – 75*175, 6м – 75*200;
Крок установки дорівнює 1,1 метра, при довжині крокви 3м – 75*125, 4м – 75*175, 5м – 75*200, 6м – 100*200;
Крок установки дорівнює 1,5 метра, при довжині крокви 3м – 75*150, 4м – 75*200, 5м – 75*200, 6м – 100*200;
Крок установки дорівнює більше 2 метрів, при довжині крокви 3м – 100*150, 4м-100*200, 5м – 100*250, 6м – 100*300.

Усі перерізи бруса представлені у міліметрах. Іноді таких брусів просто немає, наприклад, перетин 100*300 міліметрів. У такому випадку просто встановлюють два бруси поряд, які в сумі будуть давати потрібний перетин або більший за потрібний.

Як зазначалося,іноді розрахунок навантажень на дах просто опускається та використовується стандартний брус, який може мати такі перерізи;

Для діагональних ніг – 100*200 мм;
Для ригелів, що виступають у ролі опори для стійок – 100*150 або 100*200 міліметрів;
Для мауерлату – 100*100, 100*150 або 150*150 міліметрів.