Jak dokonać kalkulacji gospodarstwa i wybrać najbardziej niezawodny projekt: zalecenia i przykłady
Zanim dokonasz obliczenia farmy dla baldachimu i dachu, musisz wziąć pod uwagę jego odmiany, zalety i wady każdego typu. Porozmawiajmy o tym, jakie działania należy podjąć, aby przeprowadzić instalację, który projekt kratownicy lepiej wybrać i jak obliczyć niezbędne wskaźniki na podstawie specyfikacji technicznych.
Cechy korzystania z kratownic metalowych
Podczas budowy często wykorzystywane są różnego rodzaju farmy. Przez długi czas wykonywano je z drewnianych belek i desek. Jednak konstrukcje metalowe mają nad nimi znaczną przewagę:
- Jeśli występują obciążenia mechaniczne, nie prowadzi to do deformacji.
- Ze względu na fakt, że metalowe kratownice są puste, są stosunkowo lekkie.
- Każdy, kto buduje prywatny budynek mieszkalny, może sobie pozwolić na zakup takiej konstrukcji.
- Zastosowanie części metalowych umożliwia tworzenie farm o złożonej konfiguracji. W tym przypadku nie ma utraty siły.
- W przeciwieństwie do konstrukcji drewnianych, konstrukcje metalowe nie stwarzają zagrożenia pożarowego.
- Nie ma niebezpieczeństwa - cierpieć na grzyby lub owady.
Kratownice metalowe są mocne, niezawodne i trwałe. Są mniej masywne w porównaniu do konstrukcji drewnianych. Ale jednocześnie są w stanie wytrzymać większe obciążenia.
Odmiany rolnicze
Stosowanie takich struktur jest szeroko rozpowszechnione. Jednocześnie różne rodzaje kratownic metalowych są wykorzystywane do różnych celów.
Powszechnie stosowane są następujące typy konstrukcji:
- Równoległe są najprostsze pod względem konstrukcyjnym. Składają się z kilku identycznych części.
- Konstrukcje łukowe mają typową budowę. Składają się z wewnętrznych i zewnętrznych powierzchni łukowych, połączonych dużą liczbą żeber usztywniających. Takie struktury mogą mieć inny promień łuku.
- Trójkątne systemy metalowe są czasami metalową konstrukcją szopy. Można je na przykład wykorzystać do dachu szopowego. Stosowane są również opcje trójkątnego szczytu. Zwykle stosuje się je do dachów, w których powierzchnie są względem siebie ustawione pod kątem ostrym.
- Struktury wielokątne są stosowane w przypadkach, w których musisz pracować z ciężką podłogą. Ich zastosowanie wiąże się z wykonaniem złożonej instalacji.
- Konstrukcje trapezowe stosuje się podobnie jak konstrukcje wielokątne, ale mają prostszy kształt.
- Konstrukcje segmentowe to najbardziej złożony rodzaj kratownic metalowych.
Oto nie wszystkie, ale najczęstsze rodzaje konstrukcji metalowych.
Struktura gospodarstwa
Typowe projekty składają się z następujących węzłów:
- Każda konstrukcja ma górną i dolną powierzchnię. Nazywane są górnym i dolnym pasem.
- Powierzchnie te są wzmocnione kratami, które łączą je ze sobą.
- Prostopadle do pasów przewidziano żebra usztywniające, zwane zębatkami.
- Stężenia to usztywnienia umieszczone pod kątem do powierzchni. Nadają sztywności konstrukcji.
- Sprengel to specjalne rodzaje aparatów ortodontycznych, które pełnią rolę wspierającą.
Punkt, w którym spotykają się dwie lub więcej krawędzi, nazywany jest węzłem. Panel to odległość między sąsiednimi węzłami. Rozpiętość to odległość między podporami konstrukcji.
Uważa się, że im więcej krat jest tu zainstalowanych, tym wyższa jest jego wytrzymałość.
Ogromne znaczenie ma schemat, w którym znajdują się kraty wewnętrzne. Jednocześnie starają się znaleźć kompromis między oszczędnością metalu wydanego na detale konstrukcyjne a wytrzymałością konstrukcji.
Do wewnętrznej konstrukcji metalowej kratownicy stosuje się kilka rodzajów konstrukcji:
- Jedną z powszechnych opcji standardowych jest trójkątny układ krat. Jednak ta opcja ma stosunkowo małą siłę. Jego zaletą jest najbardziej ekonomiczne wykorzystanie metalowych prętów.
- Racjonalne jest stosowanie schematu kratownicy w przypadkach, gdy maksymalne obciążenie spada na górny łuk. W nim kraty ułożone są w taki sposób, aby pod jego wpływem nie doszło do zerwania fundamentu istniejącego między biegami.
- Ukośny układ krat stosuje się, gdy obciążenie działa w przybliżeniu równomiernie na oba biegi.
- Układ krzyżowy jest skuteczny, gdy ładunek działa nie tylko w pionie, ale także w kilku ukośnych kierunkach.
- Niektóre typy są produkowane od marek. W takich przypadkach najczęściej stosowanym systemem jest układ krzyżowy krat.
- Półukośny i rombowy układ części służy do montażu kratownic o orientacji pionowej. Przykładami takich konstrukcji są maszty. Służą również do mostkowania.
Stosowane są kratownice przeznaczone do pokryć dachowych, w tym proste, jednospadowe i dwuspadowe konstrukcje metalowe.
Mają dużą wytrzymałość. Podczas ich eksploatacji należy wziąć pod uwagę, że nie odkształcają się one nawet przy dużych rozpiętościach.
Jak zaprojektować farmę
Zastosowanie kratownic metalowych w budownictwie jest uważane za bardzo skuteczne. Wiąże się to z poniższym. Konstrukcje te mają wysoką wytrzymałość, doskonałą wydajność, stosunkowo niski koszt w porównaniu z alternatywnymi opcjami, zdolność do nie odkształcania się nawet w obecności dużych obciążeń.
Wraz z kratownicami konstrukcyjnymi stosuje się wszelkiego rodzaju pokrycia dachowe, biorąc pod uwagę, że takie konstrukcje mogą z łatwością je wytrzymać.
Ogólne zasady
Podczas projektowania weź pod uwagę następujące kwestie:
- Racjonalna forma konstrukcji jest w stanie nie tylko zapewnić jej wytrzymałość, ale także pomaga zaoszczędzić pieniądze.
- Metalowa kratownica jest bardzo stabilna w dwóch kierunkach. Ma dobrą płynność. Konstrukcja musi być zaprojektowana w taki sposób, aby zapewnić wysoką wydajność.
- Konieczne jest połączenie ekonomicznego wykorzystania metalu z wysoką wytrzymałością.
Przed rozpoczęciem pracy musisz zdecydować, jaki projekt chcesz uzyskać.
Początek pracy
Przed przystąpieniem do projektowania należy rozwiązać następujące pytania:
- Musisz zdecydować, jakie wymiary dachu powinny mieć długość i szerokość.
- Należy zastanowić się, jaką formę powinna mieć konstrukcja.
- Uwzględniany jest nie tylko materiał do produkcji przekładek, ale także ten, który zostanie użyty do dolnych i górnych pasów.
- Konieczne jest określenie kątów nachylenia i uwzględnienie obciążenia, jakie będzie musiał wytrzymać dach.
Należy wziąć pod uwagę, że konstrukcje z profili metalowych posiadają specjalne punkty równowagi, które zapewniają wytrzymałość i stabilność konstrukcji. Podpory w tych miejscach powinny być wykonane z najwyższej jakości materiału.
Jak wybrać materiał
Aby stworzyć kratownice konstrukcyjne, zwykle stosuje się profil metalowy w postaci rury prostokątnej lub kwadratowej. Przemysł produkuje te części różnych typów. Zaleca się dokonanie wyboru z uwzględnieniem następujących zaleceń:
- W przypadku małych budynków stosuje się profil o przekroju 40x20x2 mm i długości 4,5 m.
- W przypadkach, gdy długość konstrukcji wynosi 5 m lub więcej, zalecany jest profil 40x40x2 mm.
- W przypadku dużych konstrukcji preferowane jest zastosowanie profilu 40x60x3 mm.
Wytrzymałość, niezawodność i stabilność zapewnia profil łożyska. Do łączników stosuje się cieńszy.
Co wziąć pod uwagę przy projektowaniu
Ważna jest obecność wiatrów lub deszczy na terenie, na którym prowadzona jest budowa. Takie obciążenia należy uwzględnić w procesie projektowania.
Aby przeprowadzić obliczenia wytrzymałościowe, wygodnie jest skorzystać z internetowych kalkulatorów kratownic dostępnych w Internecie, specjalnie zaprojektowanych do takich obliczeń.
Należy pamiętać, że najprostszy projekt będzie składał się z minimalnej liczby części - części nośnych, które określają kształt oraz słupków pionowych z profilu, które zapewniają wytrzymałość. Taką metalową farmę można nie tylko wykonać samodzielnie, ale także kupić od dostawców lub zamówić u profesjonalnych specjalistów.
Wybór kształtu dachu
Przy określaniu konstrukcji nośnej dachu należy wybrać odpowiednią konstrukcję dachu. W szczególności wymagane jest określenie kąta nachylenia płaszczyzn.
Przede wszystkim należy dokonać wyboru rodzaju dachu, który ma być montowany.
Możliwe są następujące opcje:
- Będzie miała tylko jedno nachylenie.
- Dach jest dwuspadowy.
- Możliwy jest wariant z wykorzystaniem formy płaskiej.
- Kopuła.
- Forma namiotu.
- Dach łukowy.
Do samodzielnego projektowania najprostszą opcją jest dach dwuspadowy. Musisz wiedzieć, jak obliczyć farmę dla baldachimu. Przy projektowaniu należy zadbać o prawidłową lokalizację następujących elementów:
- Pas górny i dolny.
- Regały główne.
- Aparat ortodontyczny.
- Łączniki pomocnicze - rozpórki.
Ostatnie elementy mają też drugie imię - sprengele. Na kratownicy podłogowej podłogi metalowe można łączyć ze sobą za pomocą nitów, spawów, specjalnych materiałów łączonych lub szalików.
Wygodnie jest wykonać metalową formę na ziemi, a następnie podnieść ją w celu zamontowania na budynku.
Ważną okolicznością jest wybór kąta nachylenia górnego pasa dachu względem dolnego. Zazwyczaj podczas projektowania brane są pod uwagę następujące zakresy (w stopniach):
- 6-15;
- 15-20;
- 22-35.
W pierwszym przypadku wystarczającą wytrzymałość można zapewnić stosując trapezoidalny kształt konstrukcji. Wysokość w tym przypadku będzie wynosić 1/7-1/9 całej długości.
Przy określaniu projektu przekładek należy wziąć pod uwagę, że można zastosować następujące rozwiązania:
- Trójkątny kształt aranżacji ma swoje ważne zalety. Łatwo jest przeprowadzić obliczenia czaszy z rury profilowej. Trójkątna konstrukcja jest stosunkowo łatwa w utrzymaniu. Jest niezawodny i trwały. Ten projekt jest stosunkowo łatwy do wykonania. Jednak przy konstruowaniu takiej metalowej kratownicy stosuje się nadmierną liczbę profili. W centralnej części kraty należy użyć długich prętów z profilu.
- Kratownice wielokątne to stosunkowo złożone konstrukcje. Są przydatne do projektowania dużych gospodarstw. W takich systemach części są zwykle utrzymywane razem przez spawanie. Rozważane konstrukcje zapewniają jednak wysoką wytrzymałość i ekonomiczne wykorzystanie części metalowych.
- Farmy, w których cięciwy górne i dolne znajdują się w równoległych płaszczyznach . Ten projekt jest całkowicie wykonany z powtarzających się części, co znacznie upraszcza jego konstrukcję. Jednocześnie długość prętów i krat, a także sposoby mocowania części metalowych są identyczne w każdym miejscu konstrukcji.
- Trapezowa kratownica szopowa . Jeśli konieczne jest wykonanie sztywnego mocowania konstrukcji, jest to preferowana opcja. Można go zainstalować za pomocą słupów jako podpory. Cechą jego kształtu są niewielkie zbocza wzdłuż bocznych części konstrukcji. Jednocześnie w takiej metalowej kratownicy nie ma długich środkowych prętów.
Podczas montażu kratownicy ważne jest, aby rozłożyć podpory w taki sposób, aby obciążenie metalowej kratownicy było minimalne. Przed obliczeniem kratownicy ważne jest, aby zrozumieć, jaki rodzaj konstrukcji wsporczej zostanie użyty.
Przydatne wideo
Wybór rodzaju siatek nośnych
Lokalizacja podpór wewnętrznych dobierana jest w taki sposób, aby wytrzymały wymagane obciążenia. W takim przypadku należy wziąć pod uwagę kształt sufitu, rodzaj i geometrię dachu. Jako kalkulator kratownicy z rury profilowej możesz użyć specjalnej aplikacji.
Konieczne jest zapewnienie takiego systemu lokalizacji krat, aby działające na nie naprężenia były skoncentrowane w tych miejscach, w których znajdują się podpory. Jeśli można to zrobić, nie będzie naprężeń zginających w metalowej kratownicy.
Jeśli nie zostanie to załatwione, siła zginająca stanie się dodatkowym obciążeniem dla konstrukcji metalowej i znacznie zmniejszy jej wytrzymałość i niezawodność. Aby przezwyciężyć takie trudności, będziesz musiał użyć podpór o większym przekroju.
Etap obliczeń naprężeń
Po ustaleniu szczegółów projektu konieczne jest obliczenie naprężeń, które powstają podczas pracy kratownicy metalowej wybranej konstrukcji. Efektem takich rozważań będzie właściwie dobrana konfiguracja systemu krat wewnętrznych.
Przydatne wideo
Aby wykonać obliczenia metalowej kratownicy, potrzebujesz specjalnego oprogramowania lub specjalistycznego kalkulatora online.
W procesie obliczeniowym należy wykorzystywać dane zaczerpnięte z tabel zawartych w następujących dokumentach:
- SNiP 2.01.07-85 (zawiera informacje niezbędne do prawidłowego obliczenia obciążenia).
- SNiP p-23-81 (ten dokument zawiera dane dotyczące różnych konstrukcji metalowych).
Aby jakościowo przeprowadzić niezbędne obliczenia czaszy, konieczna jest znajomość tych dokumentów.
Kupno lub zrobienie farmy
Po wybraniu projektu wykonano niezbędne obliczenia, przemyślano schemat metalowej kratownicy, konieczne jest jej wykonanie. Aby to zrobić, możesz skorzystać z jednej z następujących opcji:
- Niezależna praca, w wyniku której powinna powstać metalowa konstrukcja.
- Zakup odpowiedniego modelu od producenta.
- Zamówienie od profesjonalistów i późniejsza płatność za wykonaną pracę.
Każda z tych metod ma swoją własną charakterystykę.
Przy samodzielnej produkcji cena gotowej konstrukcji budynku będzie minimalna. Jednocześnie mistrz, który tworzy metalową kratownicę, ma dużą swobodę w realizacji swoich planów. Z drugiej strony bierze odpowiedzialność za ewentualne błędy popełnione na każdym etapie pracy. Jednocześnie konieczne jest znalezienie i prawidłowe dobranie wszystkich niezbędnych części do gospodarstwa, wykonywanie pracy z metalem wymagającym specjalnych umiejętności.
Samodzielna produkcja kratownic z rury profilowej jest dostępna tylko dla profesjonalistów w swojej dziedzinie oraz w przypadkach, gdy mówimy o małych i nieskomplikowanych konstrukcjach.
Kupowanie od dostawcy gwarantuje wysoką jakość wykonania, ale będzie kosztować znacznie więcej niż pierwsza opcja. Może się jednak okazać, że w asortymencie sprzedawcy nie było kratownicy metalowej o wymaganych parametrach.
W takim przypadku możesz wykonać projekt na zamówienie, kontaktując się z profesjonalnymi specjalistami. Jednak w tym przypadku konieczne jest prawidłowe ustawienie zadania. Przed zamówieniem produkcji metalowej kratownicy należy dokładnie rozważyć jej konstrukcję.
Przydatne wideo
Przeprowadzanie montażu
Jeśli projekt zostanie utworzony, zostanie zainstalowany. Po samodzielnym zakupie lub wykonaniu jest dostarczany na plac budowy.
Aby zainstalować, wykonaj następujące czynności:
- Farmy muszą być przygotowane. Są spawane na ziemi, bez podnoszenia ich na szczyt budynku.
- Konieczne jest przygotowanie podpór pionowych, na których będą znajdować się metalowe kratownice. Muszą być instalowane ściśle pionowo. Należy to sprawdzić za pomocą pionu.
- Rury poziome należy przyspawać do słupów pionowych.
- Teraz musisz podnieść przygotowaną farmę.
- Gotową konstrukcję należy oczyścić, odtłuścić i pomalować farbą. Ważne jest, aby pomalować wszystkie obszary, w tym połączenia rur.
Po zainstalowaniu projektu konieczne jest przeprowadzenie dodatkowej obróbki.
Przydatne wideo
Co zrobić po instalacji
Należy podjąć środki w celu zapewnienia bezpieczeństwa części metalowych. W tym celu części są pokrywane środkiem antykorozyjnym i malowane, aby chronić je przed niekorzystnymi skutkami.
Przykład obliczenia kratownicy trójkątnej szopy
Aby określić parametry kratownicy z rury profilowej, należy najpierw określić wymaganą długość i szerokość konstrukcji. Wysokość będzie zależeć od kąta między powierzchniami. Zwykle jego wartość wynosi od 1/4 do 1/5 długości.
W konstrukcjach trójkątnych stosuje się kąt od 35 do 50 stopni. Najczęściej stosowanym jest 45 stopni.
Ponieważ wytrzymałość kratownicy z rury profilowej (rozpiętość 6 metrów) zapewnia położenie krat, ważne jest, aby obliczyć, w jakiej odległości powinny być one instalowane od siebie.
Przy obliczaniu kratownicy z rury profilowej, w której stosuje się rozpiętość przekraczającą 30 metrów, należy wziąć pod uwagę obliczenia windy konstrukcyjnej.
Planując metalowe urządzenie kratownicowe, oblicza się średnicę użytych rur i obciążenie, które powinno na nie spaść.
Należy pamiętać, że choć można zaoszczędzić na cienkich materiałach, to jednak nie będą one wystarczająco mocne, aby zapewnić niezawodne i trwałe działanie kratownicy budowlanej.
Kiedy baldachim jest obliczany z profilu metalowego, kalkulatorem może być wyspecjalizowana witryna, która świadczy usługę dla takich obliczeń.
Na przykład rozważone zostaną obliczenia kratownicy trójkątnej, której wymiary wynoszą 4x6 metrów. Odpowiedni byłby profil 3x3 cm o grubości ścianki 1,2 mm.
Układ kratownicy czaszy jest taki, że długość dolnego biegu wynosi 3,1 m, a górnego 3,9 m. Tam, gdzie znajduje się wąska prostopadła krawędź kratownicy szopy, należy umieścić pionowe stojaki. Ich wysokość powinna wynosić 0,6 m.
W obszarach, które wymagają wzmocnienia, ukośne swetry układa się w trójkącie. Mogą być wykonane z cieńszego profilu. Na długości 6 m należy postawić pięć konstrukcji, układając je równomiernie. Zaleca się wzmocnienie ich pomocniczymi rozpórkami skośnymi, umieszczając je w płaszczyźnie prostopadłej. W tym celu odpowiedni jest profil o wymiarach 20x20 mm. Odległość między nimi wynosi 0,5 m.
Przydatne wideo
Podsumowanie
Kratownice metalowe charakteryzują się dużą wytrzymałością i są wykorzystywane do krycia dachów, budowy mostów oraz w innych przypadkach, gdy konieczne jest zamknięcie dużych przęseł.
Farmy są równoległe, łukowe, trójkątne i trapezowe. Im mniejszy kąt nachylenia dachu, tym prostszy kształt kratownicy i mniej rozpórek.
W przypadku małej konstrukcji stosuje się profil o przekroju 40x20x2 mm i długości 4,5 m; duże rozpiętości wymagają bardziej wytrzymałego profilu od 40x60x3 mm o przekroju i długości ponad 5 m.
Kratownica jest montowana na poziomej powierzchni, a dopiero potem jest podnoszona i przyspawana do podstawy.
Obliczenie kratownicy trójkątnej dla czaszy lub dachu opiera się na znajomości takich parametrów, jak powierzchnia czaszy, wysokość rozpórek i odległość między nimi, kąt czaszy.
