Строительство стропильной системы своими руками – пошаговая инструкция
Строительство дома предусматривает монтаж стропил. Стропильная система – это основание кровельной конструкции. Перед ее монтажом потребуется выяснить конструктивные особенности крыши.
Схема стропильной системы мансарды.
Кровельные скаты предусматривают установку стропильной системы и обрешетки. Первоначально производят расчет данной конструкции, при этом учитывается тип кровельного материала, толщина снежного покрова и сила ветра. Чтобы повысить жесткость каркаса, производят соединение стропильных ног друг с другом.
Виды и их особенности
Стропила бывают следующих видов:
- Наслонные.
- Висячие.
Для помещений с большой площадью строители рекомендуют обустраивать стропильные фермы. С конструктивной точки зрения такая система представлена в виде стержней определенной формы, которые находятся в одной плоскости и имеют надежное соединение между собой.
Виды стропильных систем.
В основе рассматриваемой конструкции находится треугольник, который обеспечивает максимальную жесткость. Треугольники устанавливаются вдоль скатов и предназначены для поддержки обрешетки.
Что касается висячих стропил, то они устанавливаются на 2 опоры. Для выполнения работы на изгиб и сжатие рекомендуется применять висячие элементы. Подобная конструкция позволяет создать определенное усилие, которое можно уменьшить затяжками.
Такая система применяется и в случае, когда пролеты кровли варьируются в пределах 7-12 м. При этом дополнительные опоры не предусмотрены. На мауэрлат оказывается вертикальное давление. К основным элементам висячей системы относят:
- затяжки;
- ноги.
Вернуться к оглавлению
Проведение расчетов
Строительная конструкция, представленная в виде наслонных стропил, устанавливается в домах с несущей стеной либо промежуточными столбчатыми опорами. Последние элементы устанавливают по центру по отношению к внешним несущим стенам. Подобные элементы выполняют функции балок.
Установка кровельной конструкции над несколькими пролетами производится за счет одновременного монтажа наслонных и висячих ферм.
Таблица коэффициентов для расчета элементов стропильной системы.
Там, где не предусмотрены промежуточные опоры, применяют висячие аналоги. Если в качестве настила используется рубероид или толь, тогда обрешетка обустраивается в качестве сплошной конструкции, которая состоит из двух слоев досок. Под черепицу и шифер обустраивают обрешетку из брусьев с сечением в 50х50 мм.
Чтобы построить крышу, потребуется провести точные расчеты стропил. Если кровля двухэтажного дома 8х10 м с толщиной стен в 0,51 м обустраивается из волнового шифера, тогда потребуется сделать стропильную систему с шагом в 1 м. При этом угол наклона кровли равен 27,3°.
Стропила рассчитывают в этом случае с учетом укладки трех рядов шифера. Так как данный кровельный материал имеет высокую прочность, потребуется соблюдать расстояние в 0,55 м между центральными осями. Волновой шифер предусматривает обустройство обрешетки в 10 рядов.
Вернуться к оглавлению
Пошаговая инструкция
Монтаж стропильной системы производится с помощью следующих инструментов и материалов:
- брусьев;
- бревен;
- уровня;
- рулетки;
- молотка;
- гвоздей.
Узлы крепления стропильной системы.
Стропильная конструкция изготавливается из качественных пиломатериалов. Брусья и доски потребуется раскроить с учетом нужного размера. Для этого используют круглопильный станок. Перед началом строительства стропила окоряются. Затем делают разметку по шаблону.
Сборка данной конструкции производится на бойке в шаблоне. Элементы, которые подлежат сборке, устанавливают в подходящем порядке. Первоначально наносят углем или мелом схему стропил. Для фиксации ног потребуется набить планки.
Стропильная система изготавливается из окоренного круглого леса с диаметром в 18 см. В качестве соединительных элементов ног используют специальные затяжки, которые изготавливаются из древесины хорошего качества. Затяжка изготавливается своими руками из нескольких бревен. Они соединяются между собой по длине.
Подкосы и стойки меньшей длины получают из обрезков бревен. Затем потребуется выпилить точки врубок. Для этого применяют острый топор. Для обустройства перекрытий и формирования фермовых поясов используют балки, которые устанавливают на пластинчатые нагеля.
Строители рекомендуют использовать в таких случаях системы со сборочным сечением, представленные в виде конструкций с двумя либо тремя брусьями. Последние элементы имеют надежное соединение.
Они устанавливаются в балках по длине. Исключением может быть средняя часть, для которой характерны незначительные усилия на сдвиг. Балки изготавливают из бруса 1-го сорта с влажностью не менее 20%. Данный показатель для пластинных нагелей не должен превышать 10%.
Балки собирают с помощью специального агрегата, который состоит из двух опор с валом, выполняющим вращение во втулках. В этой конструкции имеются козелки. Для их сдвига потребуется вставить нагели пластинчатого типа.
При изгибании балок необходимо следить, чтобы плоскости брусьев, соприкасающихся между собой, были подогнаны друг к другу правильно. Затем (с учетом шаблона) отмечают места установки нагелей на кровлю. В гнезда вставляют соответствующие нагели.
С одной стороны выдвигаются козелки, а вал разворачивается с балками на 180°. Теперь козелки можно установить на место. С другой стороны балок устанавливаются нагели. Эти составляющие детали потребуется плотно защемить в гнезде.
Как сделать крышу своими руками – инструкции для любителя
Я не стану утверждать, что сделать крышу своими руками легко и просто, но при наличии основных знаний и навыков эта задача по плечу любителю. Далее мы разберем виды крыш, изучим терминологию и подробно остановимся на важных моментах обустройства кровли. В итоге вы получите пошаговую инструкцию и узнаете, как сделать крышу своими руками.
Сделать крышу дома своими руками для любителя вполне реально
Содержание
- Типы крыш
- Терминология или как называются основные элементы крыш
- Пошаговая инструкция по монтажу крыши
- Расчет крыши
- Установка мауэрлата
- Установка стропил
- Установка конькового прогона
- Обустройство карнизного свеса
- Внутреннее обустройство кровли
- Монтаж кровельного пирога
- Утепление
- Вывод
Типы крыш
Перед тем как сделать крышу дома своими руками необходимо определиться, что вы хотите видеть на финише. Каждая конструкция имеет свои особенности и далеко не все виды крыш любитель сможет сделать самостоятельно. Мы поговорим о наиболее распространенных.
Наиболее часто используемые виды крыш
- Односкатная крыша. Наиболее доступный для любителя вид кровли. Конструкция не требует фундаментальных знаний и солидного бюджета, но односкатная крыша больше подходит для небольших строений, к примеру, если вы хотите сделать крышу на гараже своими руками, то это приемлемый вариант.
- Двускатная крыша. Эти конструкции еще именуют щипцовыми. Золотая середина для любого строения, размеры двухскатной крыши могут быть любыми, она подходит как для дачи или бани, так и для капитального дома, а главное, разобраться в инструкции сможет любой домашний мастер, но об этом чуть позже.
- Мансардная крыша. Ломанная мансардная кровля имеет просторное чердачное помещение, чем и привлекает внимание, плюс стоимость такого сооружения не многим больше, чем у двускатной крыши. Как сделать мансардную крышу своими руками, показано ниже на видео в этой статье.
Устройство мансардной крыши не сильно отличается от классической двускатной конструкции
- Вальмовая крыша. Устройство стропильной системы вальмовой крыши достаточно сложное, без должного опыта своими руками ее собрать проблематично. Зато данная конструкция обладает отличной обтекаемостью и лучше других подходит для монтажа в ветреных районах.
Терминология или как называются основные элементы крыш
Перед тем как делать крышу любителю желательно узнать, как правильно называются все ее элементы, иначе при закупке материала и в беседах с мастерами вам придется на пальцах объяснять, что вам нужно. Все конструкции крыши условно делятся на основные элементы и узлы стропильной системы, для начала разберемся с основными элементами.
Названия основных элементов крыши
- Ребра – наружные стыки между плоскостями кровли (конек сюда не относится).
- Вальва – плоскость кровли.
- Ендова – внутренний стык между двумя смежными плоскостями кровли.
- Конек – самый верхний стык плоскостей в скатных кровлях
- Слуховое окно – монтируется для вентиляции неотапливаемых чердаков.
- Карнизный свес – сектор нижней части плоскости кровли, которая выходит за пределы дома и нависает над стеной.
- Фронтон – представляет собой вертикальную плоскость между двумя скатами (есть только в двухскатных крышах).
- Фронтонный свес – часть плоскости крыши, нависающая над фронтоном.
Элементы стропильной системы.
Вальмовая и двухскатная стропильные системы
- Стропильные ноги или стропила – брусья составляющие основу плоскости кровли и поддерживающие ее под определенным углом наклона.
- Мауэрлат – брус, на который опираются стропильные ноги, мауэрлат монтируют только на наружные несущие стены.
- Лежень – такой же брус, как и мауэрлат, только лежни кладутся на внутренние перегородки дома.
- Ригель (затяжка) – горизонтальный брус, который стягивает две смежные стропильные ноги.
- Стойка – брус, устанавливаемый строго вертикально и предназначенный для поддержки затяжек или стропильных ног.
- Подкос – брус, устанавливаемый под углом и предназначенный для поддержки стропильных ног.
- Прогон – монтируется перпендикулярно стропилам и предназначен для их поддержки.
- Коньковый прогон – монтируется только в верхней точке стыковки стропил.
- Кобылка — продолжение стропильной ноги за пределы несущей стены. На кобылках базируются нижние свесы кровли.
Как сделать крышу двухскатную своими руками – схема основных элементов
Пошаговая инструкция по монтажу крыши
С терминологией разобрались, теперь поговорим о том, как правильно сделать крышу своими руками. Любителю лучше остановиться на самых простых конструкциях – это односкатная, двускатная или мансардная крыша. Техника сборки у них схожая, различия в основном касаются схемы установки стропил, но начинать нужно с расчетов.
Расчет крыши
Профессиональный расчет крыши дело сложное, но к счастью для этих целей сейчас есть онлайн калькуляторы. В правом верхнем углу моего сайта, под логотипом есть раздел под названием «калькуляторы», там вы найдете, онлайн калькуляторы для расчета односкатной, двухскатной, мансардной и вальмовой крыши.
Вам лишь нужно задать расстояние между несущими стенами, желаемый кровельный материал и еще несколько общедоступных характеристик, после чего вы мгновенно узнаете, сколько должен составлять угол наклона, вес конструкции, сечение стропил и балок, объем леса и т.д.
Плюс там же есть климатический онлайн-калькулятор, с помощью которого вы сможете узнать скорость ветра, количество осадков и еще много важных характеристик, которые вам могут пригодиться при возведении крыши в вашем регионе.
Установка мауэрлата
В деревянных домах в качестве мауэрлата выступает верхняя обвязка из бруса или бревна. В блочных, кирпичных и наливных домах под мауэрлат необходимо монтировать армированный железобетонный пояс.
Минимальные габариты такого пояса составляют 250×250 мм, но проще сделать опалубку на толщину стены и залить внутри армированный пояс высотой 250 – 300 мм. Шпильки для крепления бруса монтируются до заливки бетона в опалубку.
Как сделать скатную крышу своими руками – схема установки мауэрлата
После обустройства армопояса и монтажа крепежных шпилек поверх конструкции укладывается гидроизоляция, зачастую используется рубероид.
Пошаговая инструкция монтажа мауэрлата с фото
Установка стропил
Для любителя правильная установка стропильных ног считается едва ли не самым важным этапом. В одиночку этим заниматься сложно, поэтому лучше привлечь помощника.
Как установить стропила крыши | |
Фото | Рекомендации |
Монтаж первой пары стропил Чтобы первая пара стропил стояла прочно и строго вертикально, необходимо на стену прикрепить центральную стойку (потом вы ее снимите).
| |
Первый ряд фиксаторов для стропил Стропила на мауэрлате будут фиксироваться между двумя брусками, они вырезаются из того же бруса, что и стропила и устанавливаются вертикально. Для крепления используется металлический уголок под 8 саморезов 4×4. Верхняя часть бруска обрезается под угол наклона кровли. | |
Подрезка стропил Есть несколько вариантов подрезки стропил для опоры на мауэрлат, слева на фото показан самый простой | |
Фиксация стропил Стропила устанавливаются вплотную к упору и с обратной стороны фиксируются таким же упором. После установки всей системы, стропила между двух упоров можно дополнительно стянуть сквозными шпильками сечением 10 – 12 мм. | |
| |
Фиксация крайних стропил На крайних стропильных треугольниках боковые накладки ставятся только с внутренней стороны. Снаружи прибивается металлическая армированная пластина. Кроме того в метре от угла устанавливается вертикальная поддерживающая стойка. |
Установка конькового прогона
Коньковый брус можно устанавливать, как между стропильными ногами, так и под них, второй вариант считается более простым, поэтому я рекомендую его.
Как установить коньковый брус | |
Фото | Инструкция |
Стартовая фиксация В верхней точке крайних треугольников крепятся две затяжки, зазор между ними должен быть равен ширине конькового бруса. Дальше вставляете между затяжками брус и фиксируете его металлическими уголками. | |
Наращивание бруса Не всегда есть возможность купить цельный брус на всю длину кровли, гораздо дешевле и проще срастить две стропильные ноги. Для этого берете два метровых обрезка стропильного бруса и с обеих сторон фиксируете их сквозными шпильками, минимум в 4 точках 2×2. | |
Соединение стропил Верхнее соединение стропил проще фиксировать при помощи двух треугольных металлических пластин толщиной по 5 мм и шести сквозных шпилек. | |
Фиксация ригелей Здесь все зависит от места установки ригеля (затяжки). На крайних стропильных треугольниках снизу устанавливается 1 ригель и фиксируются он саморезами при помощи металлических армированных пластин. На средних стропильных парах используется 2 смежных ригеля, а крепятся они сквозными шпильками. |
Обустройство карнизного свеса
По правилам вылет карнизного свеса должен составлять от 50 см. Если стропила длинные, то вы просто натягиваете шнур на всю длину свеса и обрезаете их по размеру. В случае, когда длины стропильных ног не хватает, к ним прибиваются так называемые кобылки. Делаются кобылки из бруса сечением 50×100 мм.
Важно! Размер соприкосновения кобылки со стропильной ногой должен быт не менее полуметра.
Схема крепления кобылок к стропилам крыши
Важно! В деревянных домах стропильные ноги нельзя жестко фиксировать на мауэрлате, иначе при усадке их вырвет или перекосит. Для крепления здесь используется так называемый, плавающий замок.
Стропила в деревянных домах крепятся при помощи плавающих замков
Внутреннее обустройство кровли
Правильный монтаж стропильной системы, безусловно, важен, но не менее важно подготовить крышу к настилу кровельного материала и грамотно утеплить конструкцию.
Монтаж кровельного пирога
Обустройство подкровельного пространства состоит из нескольких этапов и ведется от карнизного свеса по направлению к коньку.
Как монтируется кровельный пирог | |
Фото | Инструкции |
Капельник Капельник – это металлическая лента, по которой конденсат стекает в кровельный водосток, он набивается первым. Точнее, сначала прибивается доска под капельник , а потом к ней саморезами с пресс-шайбой прикручивается капельник. | |
Упор Упор – это доска, которая устанавливается между стропилами и опирается на мауэрлат. Она служит нижним барьером для монтажа теплоизоляции. | |
Лента на капельник Подкровельная ветрозащитная мембрана должна плотно стыковаться с капельником, для этого на капельник необходимо вначале наклеить бутилкаучуковую эластичную ленту марки К-2, а на нее уже монтируется двусторонний скотч. | |
Ветрозащита В некоторых источниках такую мембрану называют гидроизоляцией, но это не совсем так, в действительности это паропроницаемая диффузионная мембрана. С нижней стороны на улицу пар из нее выходить может, а сверху она защищает от влаги и является гидроизолятором. И запомните – полиэтилен для этих целей не подходит. На полотне паропроницаемая сторона шершавая, но обычно там есть обозначение.
| |
Монтаж ветрозащиты
| |
Контр рейка Контррейка или контр-обрешетка обеспечивает вентиляционный зазор между мембраной и кровельным покрытием, обычно используют брусок 50×50 мм. Чтобы брусок плотно прижал ветрозащиту к стропилам, на него наклеивают толстый вспененный скотч. | |
Подкровельная обрешетка Шаг крепления доски подкровельной обрешетки зависит от вида кровли, к примеру, под металлочерепицу этот шаг равен 30 см. Толщина самой доски равна 20 – 25 мм, ширина 100 мм. Вся обрешетка обустраивается полосами, закрепили ветрозащиту, набили контррейку, набили обрешетку, а дальше раскатывается следующий рулон ветрозащиты и так до конька. | |
Защита конька На конек ветрозащита монтируется сверху внахлест, как на фото слева. |
Утепление
В качестве утеплителя на скатных крышах используется исключительно минеральная вата. Лучше брать плотные ватные плиты, в отличие от мягких матов они не садятся со временем.
Плиты нарезаются на 2 см. шире расстояния между стропилами, после чего вплотную вставляются между стропильными ногами, а сверху натягивается и крепится стиплером паробарьер, дальше можно крепить внутреннюю отделку чердака, к примеру, гипсокартон или вагонку.
В северных районах иногда набивают еще одну обрешетку и вставляют между рейками второй слой утеплителя, технология та же, только слоев больше.
Важно! Любой паробарьер, в любом месте, монтируется аналогично ветрозащите, то есть, чтобы пар выходил из дома на улицу.
Утепление крыши минеральной ватой считается оптимальным вариантом
Важно! Скатные крыши нельзя утеплять ни пенопластом, ни экструдированным пенополистиролом. Эти виды утеплителя не пропускают пар, соответственно вся вода будет скапливаться в древесине стропильной системы и в конце концов дерево начнет портиться.
На последнем этапе обустраивается сливная кровельная система с желобами и водосточными трубами, но это отдельная тема, как сделать слив с крыши своими руками подробно с фото и видео можно прочесть и увидеть «ЗДЕСЬ» и «ЗДЕСЬ».
Как сделать крышу своими руками видео:
youtube.com/embed/PlqkDAsQ4Bo» frameborder=»0″ allowfullscreen=»allowfullscreen»>
Как сделать мансардную крышу дома своими руками:
Как сделать крышу односкатную своими руками:
Вывод
Мы разобрали, как сделать крышу своими руками в самых доступных для любителя вариантах. На видео в этой статье подробно показана работа и опыт других мастеров. Если вам есть что добавить или остались вопросы, добро пожаловать в комментарии.
Truss Builder — Соберите свой собственный комплект квадратных ферм F34
Home > Фермы > Ферма квадратного сечения F34 > Комплекты квадратных ферм F34 >
Будьте первым, кто оставит свой отзыв об этом изделии! | Артикул:
F34TB-
- Соберите свой собственный набор ферм F34 прямоугольной формы
- Используются сегменты ферм длиной 1 м, 1,5 м и 2 м
- Изготовлен из высококачественного алюминия
- Совместим с фермами Global и Dura Truss
В наличии
Обычно отправляется с нашего склада в тот же или на следующий рабочий день, но может занять больше времени в периоды высокого спроса.
Длина фермы:
2,6 метра (8,53 фута) 3,1 метра (10,17 фута) 3,6 метра (11,81 фута) 4,1 метра (13,45 фута) 4,6 метра (15,09 фута)футов)5,1 метра (16,73 фута)5,6 метра (18,37 фута)6,1 метра (20,01 фута)6,6 метра (21,65 фута)7,1 метра (23,29 фута)7,6 метра (24,93 фута)8,1 метра (26,57 фута)8,6 метра (28,22 фута)9,1 метра (29,86 фута)9,6 метра (31,50 фута) 10,1 м (33,14 фута) 10,6 м (34,78 фута)
Ширина фермы:
2,6 метра (8,53 фута) 3,1 метра (10,17 фута) 3,6 метра (11,81 фута) 4,1 метра (13,45 фута) 4,6 метра (15,09 фута)футов)5,1 метра (16,73 фута)5,6 метра (18,37 фута)6,1 метра (20,01 фута)6,6 метра (21,65 фута)7,1 метра (23,29 фута)7,6 метра (24,93 фута)8,1 метра (26,57 фута)8,6 метра (28,22 фута)9,1 метра (29,86 фута)9,6 метра (31,50 фута) 10,1 м (33,14 фута) 10,6 м (34,78 фута)
Высота фермы:
2,8 метра (9,19 фута) 3,3 метра (10,82 фута) 3,8 метра (12,47 фута) 4,3 метра (14,11 фута) 4,8 метра (15,75 фута) 5,3 метра (17,39 фута)футов)
Отделка фермы:
Полированный алюминийМатовый черный
Было: 5 379,80 $
Цена: 5 379,80 $ Распродажа: 5 379,80 $
Количество:
Оценить доставку
Без комиссии за вычетом 30 условий и 6 месяцев расширенных платежей для предприятий. Узнать больше
Квадратная коробчатая ферма F34 Конструктор нестандартных ферм
Сборка комплекта нестандартной фермы для средних нагрузок
Наши комплекты квадратной коробчатой фермы F34 предназначены для частого использования или установок, требующих более высоких нагрузок. ночные клубы и другие стационарные сооружения. Они идеально подходят для прокатных, гастрольных и выставочных компаний.
Комплекты состоят из легких, управляемых компонентов и легко собираются за считанные минуты силами 2-3 человек. Все сегменты фермы имеют длину от 1 до 2 метров (от 3,28 до 6,56 футов) для удобства обращения и хранения. Все компоненты имеют модульную структуру для легкого расширения и замены.
Изготовленная из высококачественного алюминия квадратная коробчатая ферма F34 имеет квадратную форму 290 мм (11,41 дюйма) и состоит из основных труб 50×2 мм и раскосов 20×2 мм для обеспечения превосходной прочности. Наша ферма изготавливается вручную в Польше и имеет сертификат TÜV, что признает самые высокие мировые стандарты качества и безопасности.
Размеры:
(поперечное сечение)
A: 290 мм (11,42 дюйма)
B: 240 мм (9,45 дюйма)
C: 20 мм (диаметр 3/4 дюйма)
D: 50 мм (диаметр 2 дюйма) 900 59 Создание специального комплекта ферм для средних нагрузок
Наши комплекты ферм F34 Square Box предназначены для частого использования или установок, требующих более высоких нагрузок, и представляют собой прочное и долговечное решение для ферм, идеально подходящее для живых выступлений на открытом воздухе или в помещении, выставок, витрин розничной торговли, а также ночных клубов и других стационарных установок. Они идеально подходят для прокатных, гастрольных и выставочных компаний.
Комплекты состоят из легких, управляемых компонентов и легко собираются за считанные минуты силами 2-3 человек. Все сегменты фермы имеют длину от 1 до 2 метров (от 3,28 до 6,56 футов) для удобства обращения и хранения. Все компоненты имеют модульную структуру для легкого расширения и замены.
Изготовленная из высококачественного алюминия квадратная коробчатая ферма F34 имеет квадратную форму 290 мм (11,41 дюйма) и состоит из основных труб 50×2 мм и раскосов 20×2 мм для обеспечения превосходной прочности. Наша ферма изготавливается вручную в Польше и имеет сертификат TÜV, что признает самые высокие мировые стандарты качества и безопасности.
Размеры:
(поперечное сечение)
A: 290 мм (11,42 дюйма)
B: 240 мм (9,45 дюйма)
C: 20 мм (диаметр 3/4 дюйма)
D: 50 мм (диаметр 2 дюйма) 900 18 Особенности
- Ферма средней грузоподъемности для освещения, видеодисплеев и вывесок
- Легкие компоненты легко собираются 2-3 людьми
- Компоненты не длиннее 2 метров (6,6 футов)
- Модульные элементы допускают различные конфигурации и легко расширяются или заменяются
- Доступен в полированном алюминиевом или матово-черном исполнении
- Включает конические соединительные детали
- Изготовлен из высококачественного алюминия с внешними трубками диаметром 50 мм (2 дюйма) и распорками диаметром 20 мм (3/4 дюйма) для повышенной прочности
- Сделано в Европе и сертифицировано TÜV
- 4 — Алюминиевые опорные плиты из квадратных ферм F34, 16 x 16 дюймов
- 4 — 6-ходовые соединительные блоки из квадратных ферм F34 с полуконическими муфтами
- Различные сегменты ферм длиной 1 м, 1,5 м и/или 2 м
- Конические муфты для соединения сегментов
- Размеры:
- Общая ширина: переменная
- Общая глубина: переменная
- Общая высота: переменная
- Основные трубы: диаметр 50 мм (2 дюйма), толщина 2 мм
- Распорки: диаметр 20 мм (3/4 дюйма), толщина 2 мм
90 010
- Материал: алюминий EN AW-6082 T6
- Сертификаты безопасности: сертификат TÜV
- Ограниченная гарантия производителя сроком на 1 год (за исключением использования в качестве оборудования для сдачи в аренду)
- Несущая способность: Таблица нагрузки фермы F34
Комплект ферм квадратной коробки F34 для сцены размером 16 x 12 футов
Цена: 7 579,99 долларов США.
Комплект ферм квадратной коробки F34 для сцены размером 16 x 8 футов
Цена: 7 319,99 долларов США.
Комплект ферм квадратной коробки F34 для сцены размером 12 x 8 футов
Цена: 6 759,99 долларов США.
Комплект ферм квадратной коробки F34 для сцены размером 24 x 12 футов
Цена: 8 419,99 долларов США.
Сценическая юбка Ameristage на заказ — полиэстер со складками
Цена: 57,54 долларов США.
Ameristage FlexDrape 6′-10′ Регулируемый комплект удлинителей для половинных стенок
Цена: $188,99
Комплект Ameristage FlexDrape 6′-10′ с регулируемым фоном/навесной стеной
Цена: 279 долларов. 0,99
Ameristage FlexDrape 12′-20′ Комплект регулируемой задней стенки/навесной стены
Цена: 459,99 долларов США.
Тележка для хранения и транспортировки ферм ProFlex
Цена: 329,99 долларов США.
Переносная сцена ProFlex 12’x24′ для использования внутри и вне помещений
Цена: 7 569,71–12 821,99 долларов США.
Staging 101 Переносная сцена 12 x 24 фута, высота 24–32 дюйма
Цена: 7 244,91–7 334,91 долларов США.
Staging 101 Переносная сцена 12 x 24 фута, высота 16–24 дюйма
Цена: 6 911,91–7 010,91 долларов США.
Легкая сценическая система IntelliStage Deluxe размером 12 x 24 фута с ограждениями, ступеньками и юбками
Цена: 10 184,62–12 767,99 долларов США.
- Вы поймете такие ключевые понятия, как момент силы, статическое равновесие и детерминированность.
- Вы сможете определить опорные реакции для конструкций, подверженных различным условиям нагрузки.
- Вы научитесь использовать метод разрешения соединений и метод сечений для анализа ферменных конструкций с шарнирным соединением.
- метод совместного разрешения
- метод секций
9 0017 Содержимое упаковки
Видео
com/embed/MOfQvhS8Pfg?rel=0″ frameborder=»0″ allowfullscreen=»» allow=»autoplay»> Дополнительная информация
Рейтинги и обзоры 9005 8
Отзывов пока нет… будьте первым, кто оставит отзыв об этом товаре!
Читать все отзывы
Аналогичные товары
Популярные аксессуары
Учебное пособие по анализу ферм
| Метод соединений и сечений
доктора Шона Кэрролла
|
Обновлено: 14 апреля 2021 г.
|
Учебник
В этом уроке мы сосредоточимся на фермах, также известных как шарнирные конструкции. Мы обсудим их сильные стороны и распространенные методы ручного анализа ферм. Мы собираемся начать с самого начала, кратко рассмотрев, что такое ферма, но мы быстро перейдем к анализу фермы. Более широкий контекст здесь заключается в том, что прежде чем можно будет спроектировать ферму и указать размеры элементов, требуется полный анализ фермы, чтобы мы могли определить силы, возникающие в каждом элементе.
Если вы только начинаете изучать анализ ферм, будет полезно иметь возможность проверить результаты ручного анализа. Ознакомьтесь с нашим бесплатным набором инструментов для анализа ферм ниже. Очень важно понимать методы, которые мы обсуждаем в этом посте, но иметь под рукой «калькулятор ферм» будет огромным подспорьем на этом пути.
ОНЛАЙН TRUSS TOOLBOX 🛠️
Воспроизвести видео о Truss-toolbox | DegreeTutors.com
Предыдущий
Следующий
Попробуйте наш бесплатный набор инструментов для анализа ферм для расчета реакций, осевых усилий и прогибов. Удобный инструмент для студентов и профессиональных инженеров.
Фермы — один из первых типов конструкций, с которыми столкнется новичок в инженерии. Для этого есть несколько причин; во-первых, ферма — это очень простая конструкция, которую относительно легко понять и проанализировать. Используя некоторые простые механизмы, наш анализ фермы позволяет нам проследить траекторию нагрузки через ферму и визуализировать, как силы передаются через конструкцию и возвращаются к ее опорам.
Пример ферменного железнодорожного моста.
Другая причина, по которой мы сосредотачиваемся на фермах в начале изучения инженерии, заключается в том, что они настолько вездесущи. Мы видим их повсюду в застроенной среде. Это простые, но невероятно эффективные конструкции, которые могут охватывать очень большие расстояния с относительно небольшим количеством материала. Именно эта эффективность делает их хорошо подходящими в качестве конструкций крыш и мостов. После прочтения этого руководства, если вы хотите работать с другими примерами, вы можете пройти мой курс на Основы структурного анализа .
Основы расчета конструкций
Раз и навсегда освойте расчет строительных конструкций.
После прохождения этого курса…
Подробнее
1.0 Что такое ферма?
Давайте начнем с определения того, что такое ферма. Ферма — это конструкция, состоящая из набора элементов, соединенных штифтовыми соединениями или узлами. Теоретически штифтовые соединения не создают сопротивления вращению и ведут себя как шарниры. Преимущество фермы заключается в том, что ее элементы нагружаются преимущественно в осевом направлении. Это означает, что они находятся либо в сжатии, либо в растяжении, либо не имеют силы, так называемые элементы с нулевой силой. Это делает фермы особенно эффективной структурной формой.
Конструктивная эффективность ферм подтверждается тем фактом, что мы видим, что ферменные конструкции обычно используются для покрытия больших расстояний и эффективно выдерживают высокие нагрузки. В этом уроке мы рассмотрим двухмерные ферменные конструкции, но все, что мы обсуждаем, в равной степени применимо и к трехмерным фермам, иногда называемым пространственными каркасами. Обычный башенный кран является хорошим примером трехмерной ферменной конструкции.
Башенный кран — отличный пример ферменной конструкции, используемой для эффективной передачи больших нагрузок. Отдельные конструктивные элементы крана можно разумно смоделировать как элементы фермы, нагруженные в осевом направлении.
1.1 Теоретическое поведение фермы и траектории нагрузки
Как мы уже говорили, по крайней мере теоретически, все узлы фермы фактически являются штифтами или шарнирами. Это означает, что элементы, встречающиеся в узле, могут свободно вращаться относительно друг друга. Таким образом, моменты не могут передаваться от одного элемента к соседним элементам. Через узлы могут передаваться только силы.
⚠️ В этом посте я рассказал о различиях между теоретическим и фактическим поведением фермы. Чтобы полностью понять предположения, присущие нашим методам анализа ферм, обсуждаемым ниже, обязательно прочитайте этот пост.
С инженерной точки зрения ферма, как и любое сооружение, имеет одну цель — передавать приложенные извне силы через сооружение и обратно на опоры или фундаменты этого сооружения. В качестве примера возьмем простейшую форму фермы.
Простая двухстержневая ферма, на которую действует одна внешняя сила
Сила, приложенная в узле B, должна передаваться через конструкцию обратно на штифтовые опоры в точках A и C соответственно. Мы можем думать о внешних нагрузках, перемещающихся по путь загрузки . Задача инженера состоит в том, чтобы оценить траекторию нагрузки и убедиться, что элементы конструкции вдоль этой траектории могут выдерживать напряжения, вызванные передаваемыми нагрузками.
Используя три уравнения статики (, и ), реакции в A и C легко оцениваются;
(1)
Подтвердите эти значения самостоятельно путем расчета. Чтобы эти реакции развивались на опорах, элемент AB должен передавать усилие сжатия, а элемент BC передает усилие растяжения . Это показано на правой схеме пути нагрузки ниже. К концу этого учебного курса вы научитесь определять эти пути нагрузки для статически определимых ферменных конструкций.
Простая двухстержневая ферма, на которую действует одна внешняя сила (слева) и результирующая траектория нагрузки (справа).
2.0 Метод совместного разрешения для анализа фермы
Теперь, когда мы выяснили, что такое ферма, и понятие пути нагрузки, описывающее передачу сил через конструкцию, следующая задача состоит в том, чтобы определить, как определить силы вдоль путь загрузки. Другими словами, мы хотим иметь возможность рассчитать силы, возникающие в каждом из элементов в ответ на внешнюю нагрузку.
Мы сосредоточимся на двух похожих методах, использующих уравнения статического равновесия. Это:
В обоих случаях мы должны сначала определить опорные реакции конструкции. Только тогда мы можем использовать метод совместного разрешения, метод сечений или их комбинацию.
Мы начнем с рассмотрения метода разрешения соединений, который включает в себя оценку равновесия сил в каждом соединении или узле и использование уравнений статики для решения неизвестных сил стержня. Снова рассмотрим двухстержневую ферму, показанную ниже как диаграмму свободного тела.
Диаграмма свободного тела двухстержневой фермы
Метод разрешения соединений требует, чтобы мы оценили сумму сил, встречающихся в соединении. Эти силы можно разложить на два ортогональных (взаимно перпендикулярных) направления, что позволяет оценить два уравнения силового равновесия. Таким образом, у нас есть два уравнения, из которых мы можем определить два неизвестных. Таким образом, используя метод суставов, мы можем начать только с сустава, который имеет максимум две неизвестные силы стержня . Для этой простой структуры мы можем рассмотреть любой из трех узлов, начнем с узла B.
Мы изолируем сустав, вырезая участников, собравшихся в этом суставе. Делая эти разрезы, мы обнаруживаем внутренние силы стержня, на данный момент обозначенные как и где указывает, что мы предполагаем (пока не доказано обратное), что силы являются силами растяжения.
Диаграмма свободного тела сустава B
Диаграмма свободного тела сустава затем оценивается путем взятия суммы сил в горизонтальном и вертикальном направлениях и приравнивания их к нулю, чтобы выявить неизвестные силы стержня (помните два неизвестных, поэтому требуется два уравнения). В следующем анализе обратите внимание, что базовая геометрия дает нам угол . Теперь рассмотрим равновесие сил сустава B:
(2)
Обратите внимание, что здесь это положительное число, и поэтому наше предположение о том, что сила в стержне BC является силой растяжения, верно. Теперь оцениваем равновесие горизонтальной силы,
(3)
Здесь отрицательное значение говорит нам о том, что сила в стержне BA на самом деле противоположна нашему первоначальному предположению и, следовательно, представляет собой силу сжатия. На этом анализ этой простой фермы завершен. Стоит задуматься над направлением стрелок, указывающих на растяжение и сжатие внизу.
Диаграмма свободного тела соединения A, показывающая внутренние силы стержня (путь нагрузки).
Для элемента AB, находящегося в сжатом состоянии, желтые стрелки силы указывают наружу, как если бы они сопротивлялись силе, сжимающей элемент. По той же аналогии стрелки силы для стержня BC направлены внутрь, как будто сопротивляясь силе, пытающейся разорвать или растянуть стержень. Поначалу это может показаться нелогичным, поэтому убедитесь, что вы довольны этим соглашением, прежде чем продолжить, иначе позже вы ужасно запутаетесь.
В двух словах это метод совместного решения. Пока мы продемонстрировали это только для очень простой фермы, но процесс точно такой же, независимо от того, насколько велика ваша ферма. Пока вы можете идентифицировать узел в вашей конструкции фермы, через который проходит не более двух неизвестных сил-членов, вы можете применить метод совместного решения. Чуть позже мы снова увидим это в действии!
3.0 Метод сечений для анализа ферм
Теперь мы можем рассмотреть другой инструмент в нашем распоряжении, метод сечений. Вместо того, чтобы изолировать один стык, метод сечений предполагает выполнение воображаемого разреза через всю конструкцию . При этом мы раскрываем внутренние силы стержня в стержнях, через которые проходит наша плоскость. Затем мы можем оценить равновесие любой из двух подструктур, созданных разрезом.
Этот метод структурного анализа приводит в действие третье уравнение равновесия; поскольку все силы, действующие на подконструкцию, больше не проходят через одну и ту же точку, теперь мы можем рассмотреть сумму моментов относительно любой точки, которая является нашим третьим уравнением.
Поскольку конструкция находится в состоянии статического равновесия, сумма моментов (как и сил) должна равняться нулю. Итак, теперь у нас есть три уравнения статики. Главное, что нужно помнить при использовании метода сечений, это то, что наша плоскость не может разрезать более трех стержней с неизвестными силами на стержнях.
Как обычно, лучше всего понять эту технику можно на примере. Итак, рассмотрим приведенную ниже простую ферму Уоррена, на которую действуют точечные нагрузки в узлах B и D.
Ферма Уоррена, подверженная двухточечной нагрузке
Реакции
Как и при любом статически определяемом анализе, первой задачей является определение опорных реакций. Начнем с рассмотрения суммы моментов относительно точки А, которая должна быть равна нулю. Предположим, что моменты по часовой стрелке положительны.
(4)
(5)
(6)
Далее мы можем оценить сумму сил по вертикали или направлению, чтобы определить оставшуюся неизвестную вертикальную реакцию. Предполагая, что силы, направленные вверх, положительны, мы имеем
(7)
(8)
(9)
Наконец, путем проверки мы можем сказать, что горизонтальная реакция равна
(10)
Секция 1 9 0003
Чтобы продемонстрировать метод сечений, давайте начнем с рассмотрения вертикального сечения, разрезающего конструкцию между узлами G и C. Это прорежет элементы BC, CG и GF, что покажет внутренние силы в этих элементах. Как и в случае метода соединений, мы предполагаем, что эти силы являются силами растяжения, и поэтому стрелки сил указывают в сторону от разрезаемого элемента.
Подконструкция слева от разреза (изображенная ниже) теперь должна находиться в состоянии статического равновесия под влиянием внешних сил, реакций в точке A и внутренних сил стержня, , и . Итак, у нас есть три неизвестных и три уравнения, которые мы теперь можем решить для сил-членов.
Ферма Уоррена с вертикальным разрезом, обнажающим три неизвестные составляющие силы
Мы начнем с использования уравнения моментов и оценки суммы моментов относительно точки G. Точка G является хорошей отправной точкой, потому что через нее проходят два наших неизвестных, и поэтому они исчезнут из уравнения моментов, оставив только то, что мы можем напрямую решить.
(11)
(12)
(13)
Теперь тот факт, что вычисляется отрицательное число, означает, что стрелка силы фактически указывает в противоположном направлении, что означает, что это сила сжатия,
(14)
9000 2 Затем, если мы оцениваем сумму сил в вертикальном направлении, мы можем найти ,
(15)
(16)
(17)
И, наконец, мы можем определить оставшееся неизвестное, рассматривая горизонтальное равновесие сил и предполагая, что силы справа положительны,
(18)
(19)
(20)
(21)
Метод сечений является полезным методом, поскольку мы можем сделать разрез в любом месте конструкции, чтобы определить силы стержня. Нам не нужно знать какие-либо другие внутренние силы членов. Так, например, нам не нужно было знать, какие силы были в членах AB, AG или BG, прежде чем мы сделали наше сокращение.
Если бы мы использовали только метод совместного разрешения, нам пришлось бы двигаться от опорных узлов к интересующей области и оценивать силы в каждом узле по пути, что может стать утомительным для более крупной конструкции.
Давайте попробуем другой разрез, на этот раз с секущей плоскостью между D и F и с учетом несущей конструкции справа от секущей плоскости.
Ферма Уоррена с вертикальным разрезом, обнажающим три неизвестных силы стержня
Опять же, обратите внимание, что наша секущая плоскость разрезала не более трех стержней с неизвестными внутренними силами стержня. Это ключевой момент, если наш разрез обнаружит больше трех неизвестных, у нас не будет достаточно уравнений, чтобы решить их все. Разумной отправной точкой на этот раз является рассмотрение суммы моментов относительно точки D, исключая два неизвестных из уравнения моментов.
(22)
(23)
(24)
Оценка равновесия вертикальной силы далее,
(25)
(26)
(27)
И, наконец, равновесие горизонтальных сил,
(28)
(29)
(30)
(31)
Теперь самое время подвести итоги анализа. ,
Сводка внутренних сил членов на данный момент с оставшимися неизвестными силами, выделенными красным
Мы могли бы продолжить использовать метод сечений и сделать больше разрезов в конструкции, или мы могли бы использовать метод соединений, чтобы закончить наш анализ. Ради разнообразия мы будем использовать метод суставов с этого момента.
Соединение A
Начиная с соединения A, мы разрезаем элементы, встречающиеся в стыке, чтобы выявить их неизвестные внутренние силы,
Соединение фермы A
Помните из нашего обсуждения выше, что у нас есть только 2 уравнения для работы, поэтому мы можем оценить соединения только с максимум двумя неизвестными силами стержня. Оценка равновесия вертикальной силы в первую очередь,
(32)
(33)
(34)
(35)
Теперь рассмотрим равновесие горизонтальных сил,
(36)
(3 7)
(38)
(39)
Соединение B
Переходим к соединению B,
Соединение фермы B
Нам нужно только оценить равновесие вертикальной силы, чтобы определить нашу единственную неизвестную здесь, .
(40)
(41)
(42)
(43)
Соединение C
Далее рассмотрим равновесие горизонтальной силы соединения C.
Соединение фермы C
(44)
(45)
(46)
(47)
Соединение E
И, наконец, равновесие вертикальных сил соединения E.
Соединение фермы E
(48)
(49)
(50)
(51)
Теперь, когда мы оценили все внутренние силы стержня, мы можем суммировать их ниже.
Сводка всех внутренних сил стержня, представляющих полный путь нагрузки для конструкции при этих внешних нагрузках.
Надеемся, что эти несколько примеров дали вам четкое представление о том, как именно проводить анализ статически определимой фермы. Шаги высокого уровня каждый раз одинаковы; сначала определите свои опорные реакции, а затем начните прорабатывать структуру, используя метод совместного разрешения, метод разделов или и то, и другое.
Помните, что при использовании метода разрешения соединений у вас есть два уравнения для работы, поэтому анализируйте соединения, в которых есть до двух элементов с неизвестными силами, действующими на соединение. При использовании метода сечений вы разблокируете третье уравнение для работы, уравнение моментов. Так что теперь, какое бы сечение вы ни проходили через структуру, она не может прорезать более трех членов с неизвестными внутренними силами.
При попытке выполнить анализ фермы вы можете обнаружить, что не можете начать анализ или на полпути вы не можете двигаться дальше. Может не оказаться подходящих разрезов или соединений для анализа. В этом случае вы, вероятно, имеете дело со статически неопределимой фермой, и обсуждаемые здесь методы не сработают.
В этом посте я написал немного больше о концепции неопределенности фермы, а в этом посте я написал полное руководство по альтернативному методу решения, применимому к неопределенным фермам. Так что проверьте их для получения дополнительной информации.
Это анализ фермы в этом посте, увидимся в следующем.
Линкедин
Твиттер
YouTube
Автор
Доктор Шон Кэрролл
Бакалавр технических наук (с отличием), MSc, PhD, CEng MIEI, FHEA
Привет, я Шон, основатель DegreeTutors .ком. Я надеюсь, что вы нашли этот урок полезным. Проведя 10 лет в качестве преподавателя в университете по проектированию конструкций, я запустила DegreeTutors.com, чтобы помочь большему количеству людей понять инженерию и получить такое же удовольствие от ее изучения, как и я. Не стесняйтесь связаться или подписаться на DegreeTutors в любой из социальных сетей.
Подпишитесь на обновления учебников и курсов
© 2023 DegreeTutors & Mind Map Media Ltd. Все права защищены
Раз и навсегда освойте расчет строительных конструкций
Воспроизвести видео
Предыдущий
Следующий
Этот курс охватывает основные концепции и методы статического расчета конструкций. Начиная с самых основ, мы рассматриваем сил, моментов и как использовать принцип статического равновесия . Затем мы переходим к изучению конструкций или ферм с шарнирным соединением; что это такое и как их анализировать? Мы подробно рассмотрим метод совместного разрешения и метод разделов . Рабочие примеры широко используются для демонстрации практического применения теории.
Основываясь на моем опыте преподавания студентам инженерных специальностей, курс фокусируется на тех областях, которые студенты считают особенно сложными в начале.