垂木のパラメータの計算方法。ルーフトラスシステムの正しい計算いくつかの作業方法

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垂木システムは、屋根に強度を与え、敷設の基礎となる構造です屋根材. 彼女は写真に写っています。

屋根は、次の機能を実行する支持構造です。

建物に美しい外観を与えます。
外部負荷を受けます。
屋根裏部屋を外界から保護します。
クレートとその上の材料から建物の壁と内部サポートに荷重を伝達します。

屋根の主な要素は旋盤、垂木、Mauerlat です。また、支持構造には、クロスバー、ラック、垂木の支柱、支柱などの追加の留め具が含まれています。屋根の信頼性と強度は、垂木システムによって最も影響を受けます。垂木は、屋根の主要な耐荷重部分です。トラスシステムは重量だけでなく屋根ふきだけでなく、積雪、風圧。これらすべての影響に耐えなければならないため、計算は屋根材の種類を考慮して行われます。気候の特徴領域。

垂木システム設計

垂木の相互の接続により剛性が得られますルーフフレーム、その結果、ソリッドトラス構造が得られます。垂木への負荷は、強風時などに非常に大きくなる可能性があるため、フレームは建物のボックスにしっかりと接続されています。

民家やコテージの建設では、通常、簡単に製造および設置できる木製のトラスシステムが使用されます。壁の建設中に間違いがあった場合、これらの製品は簡単に処理できます：短縮、構築、吊り下げなど。

取り付け時には、ボルト、ネジ、クランプ、釘、ステープルなどのトラスシステムの留め具が使用されます。また、搬送波の増幅にも使用されます屋根の構造. 相互接続された屋根要素は、最も剛性の高い幾何学的図形である三角形に基づいたトラストラスを作成します。

垂木システムを製造するための材料を選択するときは、プロジェクトの設計と建築上のニュアンスを考慮する必要があります。これは屋根の耐久性に影響を与えるため、防腐剤と防火剤の含浸を忘れないでください。

システムは垂木脚で構成されています。屋根の斜面の傾斜角に垂木を取り付けます。垂木の脚の下部は、マウアーラットの助けを借りて外壁に置かれ、荷重が均等に分散されます。垂木の上端は、尾根の下の梁または中間の付属品にかかっています。ラックシステムの助けを借りて、荷重は耐荷重内壁に伝達されます。

垂木の種類

このデザインは、水平方向にかなりの破裂力を壁に伝えます。負荷を軽減するために、垂木の脚を接続するためにストレッチが使用されます。垂木の根元か、より高い位置で行います。垂木の根元でのストレッチは、同時に床梁でもあります - これは、作成時に関連しますマンサード屋根. ストレッチの高さが増すにつれて、その力を増やし、垂木にしっかりと取り付けられていることを確認する必要があります。

部 層状の垂木 含まれるもの：ラフターレッグ、マウアーラット、ヘッドストック、ブレース、パフ。このタイプの垂木は、平均的な耐力壁または柱の形の中間支持体を持つ建物に設置されます。このデザインの要素は、曲げるためにのみ機能し、付添人の機能を果たします。垂木システムの重量は少なく、必要な材料も少なくて済むため、吊り下げシステムよりも安価です。

サポートが互いに6.5メートル以上離れていない場合、レイヤードシステムのインストールが行われます。追加のサポートがある場合、垂木は12メートルの幅をカバーする場合があり、サポートが2つある場合は最大15メートルです。

垂木の脚はほとんどの場合、建物の壁ではなく、特別な梁であるマウアーラットにかかっています。この要素は、家の全長に沿って配置することも、垂木の脚の下にのみ配置することもできます。構造物が木造の場合、ログハウスの上部クラウンであるマウアーラットには丸太または材木が使用されます。

でれんが造りマウアーラットの壁は、壁の内面と同じ高さに取り付けられた梁で、石積みの突起で外側からフェンスで囲まれています。この要素とレンガの間に防水層が配置されます。たとえば、屋根材を2層に配置できます。

垂木の幅が小さいと、時間の経過とともにたるむことがあります。これを防ぐには、ラック、クロスバー、ストラットで構成される格子を使用します。垂木またはトラスを接続する構造の上部にランが配置されます。これは、屋根の種類に関係なく行われます。続いて、この走行で、屋根の尾根が作られます。ない場所では耐力壁、垂木のかかとはサイドランに寄りかかっています-かなりの力の縦方向のビーム。これらの部品の寸法は、予想される負荷によって異なります。

民家の建設では、丸太の垂木が使用されます-それらはより軽いです。高層住宅や工業用建物の屋根を作るには、金属製の垂木が使用されます。

トラスシステムの設置

スロープの傾斜角度は、建物の種類や屋根裏スペースの目的に基づいて選択されます。勾配の量は、屋根材を作成するために選択された材料にも影響されます。

ロール製品を敷設する場合、傾斜角度は 8 ～ 18 度にしてください。タイルの場合、必要な角度は 30 ～ 60 度、屋根用鋼またはアスベストセメントシートの場合は 14 ～ 60 度です。

垂木システムの設置は、家の耐力壁の建設後に始まります（詳細：「」）。木製のログハウスの垂木のデザインは、フォームコンクリート、レンガ、フレーム木製、またはパネルハウスで作られた家屋のシステムとは大きく異なります。同じ形、種類、屋根の種類でも違いは歴然です。トラスシステムの処理方法については、屋根が長持ちするように防腐剤と消火剤を使用する必要があります。

支持構造の主な要素は木枠です。屋根は外側部分バテンと垂木からなる支持構造の上に置かれる屋根。

垂木の製造には、特定のサイズの材料が使用されます。したがって、垂木（セクション）の厚さは、ほとんどの場合、150x50 および 200x50 ミリメートルです。木枠には、通常、50x50 および 150x25 ミリのバーとボードを使用します。垂木の脚の間の距離は平均で90センチです。屋根の傾斜が 45 度を超える場合、このステップは 100 ～ 130 センチメートルに増加し、その地域に大量の雪が降る場合は、60 ～ 80 センチメートルに減少します。

建物の脚の間のギャップに関してより正確な計算を行うには、それらの断面、サポート (ストラット、リッジラン、ラック) 間の段差、および屋根材の種類を考慮する必要があります。

フローティング垂木システムは特別なブラケットを使用して取り付けられています。これにより、切妻の収縮とともに垂木が「座る」ことができ、尾根の丸太にぶら下がることはありません。

山岳地帯では、シャレートラスシステムが人気です（詳細：「」）。この設計の特徴は、耐力壁を越えた屋根の大幅な突出です。時々、そのような棚は2〜3メートルに達し、屋根の傾斜の角度は小さくなります。屋根の上は雪が残らないので長持ちします。しかし最良の選択肢 1〜1.5メートルの屋根の突出です（「屋根の特性と構造：トラスシステム」もお読みください）。

トラスシステムの設置は、すべての要件を厳守して実行する必要があります。施工の経験がない場合は、屋根の施工は簡単ではなく、少しのミスで倒壊する可能性があるため、専門家に依頼することをお勧めします。

家は建設の最終段階です。これは責任あるイベントであり、建物の運営の耐久性とここに住む人々の安全の両方が左右されます。この場合、正しい計算なしではできません。

システム全体の必須要素は垂木脚です。永続的な負荷と一時的な負荷があります。したがって、自分で制作する前に、このプロセスのすべての詳細を理解する必要があります。トラスシステムの配置を管理する特定の規則と規制があります。

一般的な特性

トラスは主要な支持構造です。それは主な負荷に耐えます。システムの信頼性を確保するために、各垂木脚はしっかりと取り付けられています。これにより、屋根は突風、雪の吹きだまり、その他の影響に耐えることができます。

そのような構造要素の材料は、ほとんどの場合木材です。修正が容易になり、作業コストが大幅に削減されます。与えるべき特別な注意特別な防腐剤と消火剤の含浸。

トラス要素の傾斜角は、屋根の斜面の勾配と同じです。底はマウアーラットにかかっています。これにより、負荷を均等に分散できます。これらの要素の上部は、尾根または中間フィッティングの下のビームにかかっています。

垂木脚は、単に垂木だけでなく、斜めまたは斜めの脚とも呼ばれます。

ロード

垂木脚にはさまざまな負荷がかかります。これらは永続的で一時的な品種です。最初のグループには、トラスシステムの総重量と、その他の屋根材 (防湿材、防水材、屋根材、スレート) が含まれます。要素も含まれています室内装飾部屋や屋根裏。

活荷重は、さまざまな理由で発生する可能性があります。それらは概算でしか計算できません。この場合、この気候帯で観測できる最大降水量が考慮されます。突風は屋根にも影響を与える可能性があります。この領域でそれらが長く、大きな強度を持っている場合、この機能を計算で考慮する必要があります。

将来的に屋根の建設やメンテナンスを行う人の体重と、道具の合計サイズを考慮する必要があります。かかる負荷を考えるオプション装備（煙突、アンテナ、エアレーター、換気など）。屋根を取り付ける場合付帯施設、それらの重量を考慮してください。

計算規則

計算を実行するには垂木脚、負荷を評価した後、材料の種類と種類を決定する必要があります屋根ふきシステム. 吊り下げたり、重ねたりできます。最初のケースでは、垂木には 2 つのポイントがありますが、どちらが極端なサポートです。これにより、水平方向に破裂力が発生します。圧縮と曲げで動作します。この力を減らすために、それらはストレッチによって接続されます。

層状タイプの構造は、平均的な耐力壁または中間サポートを備えた建物に適用でき、その端部は隣接しています。外壁. 同時に、垂木脚は曲げのためだけの機能を果たします。同時に、総材料費が削減されます。ただし、このようなシステムは、サポートが互いに6.5 m以上離れていない建物にのみ適しています。

計算を実行するとき、屋根の傾斜角も考慮されます。この段階では、システムのすべての追加要素も考慮されます。

長さ

垂木脚の長さも、屋根のすべての既存の動作条件に従って計算されます。最初に、建物自体のサイズを決定する必要があります。これは、建設計画を含むすべての棚、ベランダ、屋根裏部屋を考慮に入れています。

次に、屋根の勾配の形状と角度を考えます。さらに、得られたデータに基づいて、垂木脚の長さを選択します。通常、この指標は 6 m を超えませんこれは、販売される製材の標準化によるものです。より長い種類の製品を購入するには、かなりの金額を支払う必要があります。

必要に応じて、これらの構造要素を増やします。ヒップ、ハーフヒップ、または斜めの垂木を配置するときに、長い垂木の脚が必要になることがあります。

断面

長さを計算したら、垂木の脚の断面を決定する必要があります。そのタイプは、いくつかの要因の影響を受けます。このプロセスでは、ルーフに固有のすべての動作条件が重要になります。セクションを選択するときは、負荷のレベル、屋根の勾配、屋根の種類を考慮する必要があります。重要な要因は総面積建物、その構成。建物の運用に影響を与える要因が多いほど、垂木の断面を広く選択する必要があります。

また、機能を考慮に入れることを忘れないでください気候帯. 垂木の建設中に使用される材料をすぐに計画することが重要です。ほとんどの場合、それは木です。彼女に違いない良品質. 垂木の場合は 20 ～ 22% にする必要があります。

今日まで、垂木脚の断面を計算できる特別なプログラムがたくさんあります。間違いを避けるために、それらを使用する必要があります。ただし、この作業は専門家に任せたほうがよいでしょう。最も一般的なセクションサイズは 50 x 150 mm です。

敷設ステップ

に従って計算された寸法の垂木脚建築基準法、必要正しい取り付け. これを行うには、これらの構造要素の敷設ステップを計算する必要があります。

この場合、上記の要因が屋根に与える負荷が重要な役割を果たします。特別なテーブルを使用して垂木のパラメーターを正しく選択することにより、敷設ステップを計算できます。で標準サイズセクション（50 x 150 mm）と長さ3 mの場合、垂木間の距離は1 mになります。

負荷レベルが高い場合は、この指標を減らすことをお勧めします。これは特にスレート屋根に当てはまります。標準セクションの垂木を使用する場合、長さは 4 ～ 4.5 m で、構造要素間の段差は 60 cm に減少します。

屋根の勾配も計算において重要です。たとえば、傾斜が 45 度の場合、垂木のピッチは 120 ～ 140 cm に達することがありますが、このエリアで転倒した場合多数降雨量、この数値は60〜80 cmに減少します。

インストールの基本

垂木脚アセンブリは、いくつかの要素で構成されています。これらには、クロスバー、ラック、ストラットが含まれます。小さな幅のシステムへの参加は特に重要です。これを行わないと、時間の経過とともにトラス構造がたるむ可能性があります。したがって、そのような場合は、特別な格子を装備してください。

垂木の脚はマウアーラットにかかっていることが知られています。建物の幅全体に配置するか、構造要素の下部にのみ配置します。トラスシステムが木製の場合、マウアーラットは丸太または材木でできています。ログのトップです。しかし、れんが造りの建物 mauerlat はフラッシュにインストールされています内面壁。それらの間に防水層が敷かれています。

平屋根の設置

垂木の脚とマウアーラットは、構造全体の非常に重要な要素です。屋根の品質は、設置の正確さに依存します。 2 つの方法で取り付けることができます。取り付けは固定式またはスライド式です。トラスシステムのタイプ（層状、吊り下げ）に応じて、適切な種類が選択されます。

リジッドタイプの留め具は、構造の不動を保証します。同時に、垂木にカットが施されます。構造要素は、金属製のブラケット、コーナー、ワイヤー、または長い釘で固定されています。

スライドジョイントは、ヒンジジョイントとも呼ばれます。決済の自由を確保する必要がある場合木の要素ログハウスでは、このタイプの設置が望ましいです。彼らは垂木の脚に切り込みを入れ、2本の釘でMauerlatで固定します。斜めに打ち込んでいます。上から別の釘が打ち込まれます。

寄棟屋根の設置

並べるとき寄棟屋根垂木の脚は多くの場合 6 m よりも長く、ここで組み立てる必要があります。 2 組の垂木板。この場合、それらを強化する必要があります。この手順には、ストラットの配置が含まれます。これらは垂直ラックで、設計に2個以下で取り付けられています。

これらの補強材は、木製の裏地で支えられています。天井またはパフに取り付けます。対角トラス要素は、常に通常のものよりも長くなります。通常の1.5倍の負荷がかかります。したがって、この場合の増幅手順は、単にかけがえのないものです。

垂木の脚などの要素に精通しているため、初心者の各ビルダーは、屋根を構築するプロセスをより深く掘り下げることができます。すべて対象建築基準法高品質な設計を実現するルール。

取得適切な素材- 建設の最も重要な側面の 1 つ。トラスシステムを構築するときは、それが大きな責任を負うことを理解する必要があるため、そのような構造を作成するには、信頼できる高品質の原材料のみを使用する必要があります. 既製品を購入できます屋根のトラス、またはログやその他の資料から必要な詳細を自分で作成することもできます。垂木の寸法、取り付け方法、留め具、その他のニュアンスは、建物とトラスシステムごとに個別に選択する必要があります。

ラフターボードを購入するための 3 つの標準オプションがあります。それぞれの長所と短所を検討する価値があります。

立方メートルの材木。木材を立方メートルで購入することは完全に受け入れられる方法です。これは、専門の会社から必要な立方メートルの木材またはボードを注文するだけでよいためです。さらに、それらはまだカットして処理する必要がありますが、その後で初めて建設を開始できます。のこの場合木材を加工する際には廃棄物を考慮する価値があるので、建設計画に従って計算されるよりも10％多く取ったほうがよいでしょう。
カスタムカットボード.次のオプションは、切断後に既製の垂木を購入することです。現在、多くの企業が指定されたパラメータに従って注文に応じて木材を切断することに取り組んでおり、建築業者は屋根にトラスシステムを組み立てるだけで済みます。ここには実質的に無駄がなく、構造を構築するプロセスがはるかに速くなります。
完成した屋根トラス.このオプションは、最初の 2 つよりも簡単です。このような構造は、屋根の上の壁に簡単に取り付けることができ、構造全体の組み立て時間を1日または数日に短縮できます。このファームは、畝に設置して接続するだけです。廃棄物の量は最小限ですが、このオプションの価格ははるかに高くなります。

ために自社製造垂木、傾斜角、距離、断面、固定方法などの必要なパラメータを知っていれば十分です。垂木の希望のサイズを計算するには、次を使用します。大工道具. モダンスペシャル建設電卓これらの計算を非常に迅速に実行します。

木材の要件

計算時屋根の構造すべてのサイズに加えて、ボードからの垂木脚の製造を提供する、使用される木材の品質を考慮することも非常に重要です。まず、垂木に最適な木材の種類を決定する必要があります。ここでの答えは明確です-GOST 2695-83およびGOST 8486-86の要件を満たすのは広葉樹と針葉樹です。これらの基準に基づいて、垂木を製造するためのボードには次のものがあります。

長さがボードの半分を超えない非貫通クラック;
1 回あたり 3 ノット以下ランニングメーター最大許容ノット直径は 30 mm です。
湿度が 18% 以下であること (水分計による)。

SNiPの要件によると、垂木やその他の屋根フレームのコンポーネントを製造するための木材を購入する場合、購入した製品の品質を知らせる文書を確認することが不可欠です。以下を示す必要があります。

製品の名前とその標準番号。
彼に関する基本データを含むメーカーの名前。
木材の種類、木材のサイズ、湿度。
委託品のリリース日。
パッケージ内のユニット数。

木は天然素材、そのため、生物学的分解の影響を非常に受けやすくなっています。この木材から組み立てられた構造への損傷のリスクを減らすために、設置前に準備する必要があります。準備には、さまざまな建設的および保護的措置の実施が含まれます。

保護的なものには次のものがあります。

火災の可能性を防ぐために、特殊な難燃剤を木材に含浸させます。
早期の腐敗を防ぐための防腐剤化合物による木材の処理。
害虫駆除剤による垂木やその他の木製要素の処理。

建設活動には以下が含まれます。

屋根の下の防水と部屋の側面からの防湿層の形成;
接合部への防水パッドの設置木造建築物レンガにする;
ルーフィングパイ換気装置。

ボードから作られた垂木は、すべての規定された屋根建設技術の対象となり、修理なしで長期間使用できます。

垂木の寸法

トラス要素の断面と長さの選択は非常に重要です。すべての垂木の脚は、垂木のピッチと垂木の予想される負荷に応じて、同じ長さと厚さに作成する必要があります。垂木の材料は、丸太、木材、または板です。丸太垂木の欠点には、かなりの重量と、構造の支持力を大幅に弱めるファスナー用の複雑なカットを作成する必要があることが含まれます。梁は垂木の製造に適していますが、ボードよりもコストがかかります。

重要！垂木のほとんどの場合最良の選択肢は、すでにある程度の年齢を経た梁です。屋根の建設後も形状が変わらないため、構造の安定性が保証されます。幅 10 ～ 15 cm のビームを使用し、厚さは約 5 cm にする必要があります。

ボードから垂木脚 - 最良の選択, 与えられた材料非常に人気があり、側垂木の脚を作成するために積極的に使用されています。ボードから細長いタイプのサイド垂木と強い傾斜垂木脚を作ることも便利です。

ボードの厚さは、その特性に大きく影響します。垂木の製造に適した通常のボードの厚さは40〜60 mmです。

重要！別棟に屋根を建てる場合は、厚さ40 mmの板を使用することをお勧めします。これにより、コストを削減できます。住宅の屋根を建てるとき、このパラメータは 50 mm を下回ってはなりません。

ラフターボードの幅は、塞がれる開口部の長さに応じて選択されます - 垂木脚の長さが長いほど、その製造に必要なボードの幅が広くなります。垂木の長さが6メートルを超えない場合、製造のために幅150 mmのボードを使用できます。つまり、住宅の屋根の垂木セクションの最小サイズは50×150 mmです。垂木の脚が 6 メートルを超える場合、ボードの幅は少なくとも 180 mm でなければなりません。細長い脚は幅150mmの粘着板でできています。

もう 1 つの重要なパラメータは、垂木の断面です。それは屋根の負荷に依存します: 外部の天候とトラスシステム自体の厳しさの両方から. また、断面の計算は、斜面の傾斜角度、建物の幅、重なり合う開口部の長さの影響を受けます。計算には特殊な公式や表が使われ、対応するコンピュータプログラムは数多くあります。垂木の脚の断面の値を決定したら、この設計の設置機能に注意を払う価値があります。

垂木脚の取り付けの特徴

選定後最適な材料垂木システムの場合、垂木のサイズを調整し、それらの処理のすべての段階を経て、垂木の脚をマウアーラットに正しく取り付けることも必要です。構造全体の強度と信頼性は、この接続に大きく依存します。スライド式とリジッド式の 2 つの取り付けオプションがあります。それらのそれぞれは特定のタイプの垂木に適用でき、その選択は多くの要因に依存します。

しっかりと固定することで、垂木が曲がったり曲がったりする可能性がなくなります。彼のために、カットが作成され、垂木の脚がさまざまな留め具を使用してマウアーラットに固定されます。

スイベルジョイントとも呼ばれるスライディングジョイントには、いくつかの自由度があります。通常、屋根の建設に使用されます。木造住宅、屋根が時間の経過とともにフレームに定着するため、最初の数年間である程度の収縮が生じます。この場合、尾根と垂木との接続はそれほど固くありません。垂木の脚は洗い流してマウアーラットに固定し、両側を釘で補強します。

寄棟屋根を建てる場合、垂木は6メートル以上の大きさになります。このため、垂木の長さが長くなります。垂木の脚を強化するために、支柱が作られていますアップライト. 2 つ以上のラックが同時に設置されることはめったにありません。

自分の手で垂木を作る方法、垂木を適切に取り付ける方法、選択するのに最適な素材は何かなど、多くの人がそのような質問をしています。これについては、さまざまな情報源で多くの情報を見つけることができ、自分で作業を行うことができます。質問があり、自分で対処できない場合は、信頼性に疑いのない専門家のサービスを利用することをお勧めします。

コレクション荷重

以前は、荷重を決定するために、垂木の脚の断面を 75x225 mm に設定していました。垂木脚の定荷重は、表で計算されます。 3.2.

表 3.2 垂木脚の推定一定荷重、kPa

	搾取		制限する
要素と荷重		γ fm	意味
	意味		荷重
	荷重

垂木脚 0.0750.2255/0.95
	g str. e \u003d 0.372		ｇｃｔｒ． m = 0.403

垂木脚の推定最大荷重 (定数と雪の組み合わせ)

垂木の幾何学的なスキーム

垂木の脚を計算するためのスキームを図に示します。 3.2. 軸の廊下の幅 = 外壁と内壁の縦軸間の距離は 3.4 m。

軸への結合を考慮した、マウアーラットの軸と横になっている軸の間の距離（
\u003d 0.2 m）m。ブレースを角度 β = 45° (勾配 2 = 1) に設定します。垂木の勾配は、屋根の勾配 i 1 \u003d i \u003d 1/3 \u003d 0.333 に等しくなります。

計算に必要な寸法を決定するには、垂木の幾何学的な図をスケールで描き、定規で距離を測定します。マウアーラットとベッドが同じレベルにある場合、垂木の脚のスパンは次の式で決定できます。

ノードの高さ h 1 =i 1 l 1 \u003d 0.333 * 4.35 \u003d 1.45 m; h 2: = i 1 l\u003d 0.333 * 5.8 \u003d 1.933 m.高さのマーク：垂木の脚とラックの軸の交点より0.35 m下のクロスバーを取ります時間 = 時間 2 - 0.35 (m) = 1.933 -0.35 = 1.583 m。

クロスバーの垂木の脚の力

垂木の脚は、3 スパンの連続梁のように機能します。サポート決済は、連続ビームのサポートモーメントを変更できます。サポートの沈下によりその曲げモーメントがゼロになったと仮定すると、条件付きでヒンジをゼロモーメントの場所（サポートの上）に切断することができます。一定の安全マージンを持って垂木脚を計算するために、支柱の沈下により、その上の支持曲げモーメントがゼロに低下したと見なします。次に、垂木の脚の設計スキームは図1に対応します。 3.2、c。

垂木脚の曲げモーメント

クロスバー (パフ) の推力を決定するために、ストラット上の基準モーメントが等しくなるようにサポートがたるんでいると見なします。 M 1 そしてラックの上 - ゼロ。条件付きでヒンジをゼロモーメントの場所にカットし、垂木の中央部分をスパンのある3つのヒンジ付きアーチと見なします l cp = 3.4 m. このようなアーチの推力は

ストラット反力の垂直成分

図のダイアグラムを使用します。 3.2.d、ストラットの力を決定する

米。 3.2. 垂木を計算するためのスキーム

屋根裏部屋の断面; b - 垂木脚の推定長さを決定するための図。 c - 垂木脚の設計スキーム。 d - クロスバーの推力を決定するためのスキーム。 l - 縦方向の壁が1つのスキームの場合も。 1 - マウアーラット; 2 - ベッド; 3 - 実行します。 4 - 垂木脚; 5 - ラック; 6 - ブレース; 7 - ボルト（締め付け）; 8 - スペーサー; 9、10 - 永続的なバー; 11 - 牝馬; 12 - オーバーレイ。

通常の強度に応じた垂木脚の計算セクション

抵抗走の所要時間

アプリ。 M 垂木脚の幅を受け入れる b = 5 cm 必要なセクションの高さを見つけます

アプリ。 M セクションが 5x20 cm のボードを受け入れます。

人の立ち入りが制限された部屋にあるため、垂木の脚のたわみを確認する必要はありません。

ボードのジョイントの計算垂木脚。

垂木の脚の長さは6.5m以上あるので、2枚の板を重ね合わせで作る必要があります。ブレースの支持場所に関節の中心を置きます。次に、ストラットの沈下中のジョイントでの曲げモーメント M 1 = 378.4 kN * cm。

ジョイントはランのジョイントと同様に計算されます。オーバーラップの長さを受け入れます l nahl =1.5 m= 150cm、爪の直径 d= 4mm=0.4cmと長い l 警備員 = 100mm。

釘接続の軸間の距離

150 -3 * 15 * 0.4 \u003d 132 cm。

ネイルジョイントが受ける力

Q \u003d M op / Z \u003d 378.4 / 132 \u003d 3.29 kN。

板厚 δ D = 5.0 cm および釘先端長さ l, 5d で、板間の正規化された制限ギャップ δ W = 2 mm を考慮した推定釘挟み長

p = l gv -δ d -δ w -l,5d \u003d 100-50-2-1.5 * 4 \u003d 47.4 mm \u003d 4; 74cm

ダボ (釘) 接続の計算では:

薄い要素の厚さ a= a p =4,74 cm;

- より厚い要素の厚さ c = δ d = 5.0 cm。

関係を見つける エアコン= 4,74/5,0 = 0,948

アプリ。 T、係数k n \u003d 0.36 kN / cm 2を見つけます。

条件から、1 つの釘の 1 つの継ぎ目の支持力を見つけます。

– より厚い要素のしわ

\u003d 0.35 * 5 * 0.4 * 1 * 1 / 0.95 \u003d 0.737 kN

– より薄い要素でくしゃくしゃに

\u003d 0.36 * 4.74 * 0.4 * 1 * 1 / 0.95 \u003d 0.718 kN

- 釘の曲げ

= (2,5* 0,4 2 + 0,01* 4,74 2)
/0.95=0.674kN

- ただし、kN 以下

4 つの値のうち、最小のものを選択します。 T = 0.658kN。

必要な釘の数を見つける P 警備員 ≥ Q/ T =2,867/0,674=4,254.

受け入れる P 警備員 = 5.

1列に5本の釘を取り付ける可能性を確認します。木材繊維を横切る釘間の距離 S 2 \u003d 4d \u003d 4 * 0.4 \u003d 1.6 cm. 極端な釘からボードの縦方向の端までの距離 S 3 \u003d 4d \u003d 4 * 0.4 \u003d 1.6 cm。

垂木の脚の高さに応じて時間 = 20cmは収まるはずです

4S 2 + 2Sz \u003d 4 * 1.6 + 2 * 1.6 \u003d 9.6 cm<20 см. Устанавливаем гвозди в один ряд.

クロスバーと垂木の脚の接合部の計算

品揃え（アプリM）によると、セクションのある2つのボードからクロスバーを取ります bxh = 各5x15cm。ジョイントの力は比較的大きく（N = 12、kN）、建設現場の条件では多数の釘の取り付けが必要になる場合があります。コーティングの取り付けの複雑さを軽減するために、クロスバーと垂木の脚をボルトで固定するように設計しています。直径 d = 12 mm = 1.2 cm のボルトを受け入れます。

垂木脚では、ダボ (ボルト) が木材を繊維に対して角度 α = 18.7 0 で押しつぶします。アプリ。 Ш 角度 α =18.7 0 係数 k α =0.95 に対応する係数を見つけます。

ダウエルジョイントの計算では、中間要素の厚さは垂木の脚の幅 c \u003d 5 cm に等しく、端部要素の厚さはクロスバーボードの幅に等しくなります。 a = 5 cm。

条件から、1 つのダボの 1 つの継ぎ目の支持力を決定します。

– 中央の要素のくしゃくしゃ
= 0.5*5* 1.2*0.95* 1 *1/0.95 = 3.00 kN

– 最後の要素で折りたたむ
\u003d 0.8 * 5 * 1.2 * 1 * 1 / 0.95 \u003d 5.05 kN;

- ダボの曲げ = (l.8 * 1.2 2 + 0.02 * 5 2)
/0.95=3.17kN

- ただしkN以下

4 つの値から、最小の T = 3.00 kN を選択します。

縫い目の数n w = 2で必要なダボ（ボルト）の数を決定します

ボルトの本数 n H =3 を受け入れます。

安全マージンが大きいため、クロスバーの断面の強度を確認する必要はありません。

4. 建物の空間的剛性と幾何学的安定性の提供

トラス構造の要素の設計と適切な計算は、屋根の建設とその後の運用を成功させるための鍵です。建物の重量を最小限に抑えながら、一時的および永続的な負荷の全体にしっかりと抵抗する義務があります。

計算を実行するには、ネットワークに投稿された多くのプログラムのいずれかを使用するか、すべてを手動で行うことができます。ただし、どちらの場合も、建設の準備を徹底的に行うために、屋根の垂木を計算する方法を明確に知る必要があります。

トラスシステムは、多くの重要な機能を実行する傾斜屋根の構成と強度特性を決定します。これは責任ある囲い込み構造であり、建築アンサンブルの重要な構成要素です。したがって、垂木の脚の設計と計算では、欠陥を回避し、欠点を排除する必要があります。

原則として、設計開発では、いくつかのオプションが考慮され、そこから最適なソリューションが選択されます。最適なオプションを選択しても、特定の数のプロジェクトを作成し、それぞれについて正確な計算を実行し、最終的に 1 つだけを優先する必要があるという意味ではありません。

垂木の長さ、取り付け勾配、セクションを決定するまさにその過程は、構造の形状とその構造のための材料の寸法の綿密な選択にあります。

たとえば、垂木脚の支持力を計算する式では、価格に最適な材料のセクションのパラメータが最初に入力されます。結果が技術基準を満たさない場合は、最大のコンプライアンスを達成するまで木材のサイズを増減します。

傾斜角検索方法

傾斜構造の傾斜角度の決定には、建築的および技術的な側面があります。建物のスタイルに最も適した比例構成に加えて、非の打ちどころのないソリューションを考慮する必要があります。

雪荷重インジケーター。降雨量の多い地域では、45度以上の勾配で屋根を立てます。このような急勾配の斜面では、積雪が残らないため、屋根への総荷重が止まり、建物全体が大幅に減少します。
風荷重の特性。突風が強い地域、沿岸、草原、山岳地域では、低音で流線型の構造物が建設されています。そこの斜面の急勾配は通常 30 度を超えません。さらに、風は屋根に雪が積もるのを防ぎます。
重量と屋根の種類。重量が大きくなり、屋根の要素が小さくなるほど、トラスフレームをより急勾配で構築する必要があります。これは、ジョイントからの漏れの可能性を減らし、屋根の水平投影の単位あたりのコーティングの比重を減らすために必要です。

垂木の最適な傾斜角度を選択するために、プロジェクトはリストされたすべての要件を考慮に入れる必要があります。将来の屋根の勾配は、建設のために選択された地域の気候条件と屋根ふきの技術データに対応する必要があります。

確かに、北部の風のない地域の不動産所有者は、垂木の脚の傾斜角度が大きくなると、材料の消費量が増えることを覚えておく必要があります。傾斜角が 60 ～ 65 度の屋根の建設と配置には、角度が 45 度の構造物の建設の約 1.5 倍の費用がかかります。

頻繁に強い風が吹く地域では、お金を節約するために勾配を下げすぎないでください。不必要に傾斜した屋根は建築的に損をし、常にコスト削減に役立つとは限りません。このような場合、ほとんどの場合、絶縁層を強化する必要があります。これは、経済の期待に反して、建設コストの増加につながります。

垂木の勾配は、度数、パーセンテージ、または無次元単位の形式で表され、尾根の設置高さに対するスパン映像の半分の比率を表示します。天井線と傾斜線の間の角度が度で概説されていることは明らかです。パーセンテージは、その認識が複雑であるため、めったに使用されません。

低層建物の設計者と建築業者の両方が使用する垂木の脚の傾斜角度を指定する最も一般的な方法は、無次元単位です。それらは、重なり合ったスパンの長さと屋根の高さの比率を共有しています。オブジェクトでは、斜面の端から角を離すよりも、将来の切妻壁の中心を見つけて、尾根の高さのマークが付いた垂直レールをそこに取り付けるのが最も簡単です。

垂木脚の長さの計算

垂木の長さは、システムの傾斜角度が選択された後に決定されます。これらの値は両方とも、正確な値の数に起因するものではありません。負荷を計算する過程で、急勾配とそれに続く垂木脚の長さの両方が多少異なる場合があります。

垂木の長さの計算に影響を与える主なパラメータには、コーニスの張り出しのタイプが含まれます。

垂木の脚の外縁は、壁の外面と同じ高さにカットされています。この状況の垂木は、構造を降水から保護するコーニスの張り出しを形成しません。壁を保護するために、排水管が設置され、垂木の端縁に釘付けされたコーニスボードに固定されています。
壁と同じ高さにカットされた垂木は、コーニスのオーバーハングを形成するためにフィリーで構築されています. トラスフレームの建設後、牝馬は釘で垂木に取り付けられます。
垂木は、コーニスの張り出しの長さを考慮して最初に切り取られます。垂木の脚の下部セグメントでは、角度の形のカットが選択されています。カットを形成するために、垂木の下端から軒延長の幅まで後退します。垂木の脚の支持面積を増やし、サポートノードを配置するには、切断が必要です。

垂木の脚の長さを計算する段階で、ルーフフレームをマウアーラット、バイパス、またはログハウスの上部クラウンに取り付けるためのオプションを検討する必要があります。垂木を家の外側の輪郭と同じ高さに設置する予定の場合、計算は、歯のサイズを考慮して、垂木の上部リブの長さに沿って実行されます。下の接続ノード。

垂木の脚が軒の延長を考慮してカットされている場合、長さは垂木の上端と張り出しから計算されます。三角形のカットを使用すると、トラスフレームの建設のペースが大幅に加速されますが、システムの要素が弱体化することに注意してください。したがって、選択された切断角度で垂木の支持力を計算する場合、0.8 の係数が適用されます。

従来の55cmは軒の平均的な幅として認識されていますが、広がりは10から70またはそれ以上になることがあります。計算には、水平面への軒の投影が使用されます。

メーカーが推奨する限界値に基づいて、材料の強度特性に依存します。たとえば、スレート製造業者は、屋根の張り出しに沿って積もった雪の塊が軒先を損傷しないように、屋根を壁の輪郭から 10 cm 以上離すことを推奨していません。

材料に関係なく、急な屋根に広い張り出しを装備することは慣例ではなく、コーニスの幅は35〜45 cmを超えませんが、傾斜が最大30度の構造は、広いコーニスを完全に補完できます。過度の日光がある地域でのキャノピーの。軒先が70cm以上の屋根を設計する場合、追加の支柱で補強されます。

支持力の計算方法

トラスフレームの建設には、針葉樹から作られた木材が使用されます。収穫された木材またはボードは、少なくとも 2 年生でなければなりません。

傾斜屋根の垂木脚は、圧縮、湾曲、および圧縮湾曲要素の原理に基づいて機能します。圧縮と曲げに対する耐性というタスクにより、二流の木材は優れた仕事をします。構造要素が緊張状態で機能する場合にのみ、1 級が必要です。

垂木システムはボードまたはバーから配置され、インラインで生産される木材の標準寸法に焦点を当てて、安全マージンを持って選択されます。

垂木脚の支持力の計算は、次の 2 つの状態で実行されます。

推定。荷重が加えられた結果、構造物が崩壊する状態。計算は、ルーフィングパイの重量、建物の階数を考慮した風荷重、および屋根の勾配を考慮した雪の質量を含む総荷重に対して実行されます。
規制。トラスシステムがたるんでいる状態ですが、システムの破壊は発生していません。通常、この状態で屋根を操作することは不可能ですが、修理操作の後は、さらに使用するのに非常に適しています。

簡易計算では、2 番目の状態は最初の値の 70% です。それらの。標準指標を取得するには、計算値に 0.7 倍する必要があります。

建設地域の気候データに応じた負荷は、SP 20.13330.2011 に添付された地図に従って決定されます。地図上の標準値の検索は非常に簡単です。都市、コテージ村、またはその他の最も近い集落がある場所を見つけ、地図から計算された標準値について読み取る必要があります。

雪と風荷重に関する平均的な情報は、家の建築仕様に従って調整する必要があります。たとえば、マップから取得した値は、その地域で編集された風配図に従って斜面に分散する必要があります。地元の気象サービスから印刷物を入手できます。

建物の風上側では、雪の量がはるかに少ないため、計算された指標に 0.75 を掛けます。風下側では積雪が積もるので、ここに 1.25 を掛けます。多くの場合、屋根を構成する材料を統一するために、構造の風下部分は一対の板で構成され、風上部分は単一板の垂木で配置されます。

どちらの斜面が風下側にあり、どちらが風下側にあるのかわからない場合は、両方に 1.25 を掛けたほうがよいでしょう。木材のコストが高くなりすぎない限り、安全域はまったく損なわれません。

マップで示される計算された積雪量は、屋根の勾配に応じて調整されます。傾斜角度60度のゲレンデからは、一瞬で雪が滑り落ちます。このような急勾配の屋根の計算では、補正係数は適用されません。ただし、より低い斜面では、雪はすでに残っている可能性があるため、50°の勾配では0.33の係数の形で添加剤が適用され、40°では同じですが、すでに0.66です。

風荷重は、対応するマップで同じ方法で決定されます。値は、地域の気候特性と家の高さに応じて調整されます。

設計されたトラスシステムの主要要素の支持力を計算するには、一時的な値と永続的な値を合計して、それらの最大荷重を見つける必要があります。雪が降る冬の前に屋根を補強する人は誰もいませんが、田舎では屋根裏部屋に安全な垂直ストラットを置く方が良いでしょう.

雪の質量と風の圧力に加えて、計算ではルーフィングパイのすべての要素の重量を考慮する必要があります。垂木の上に取り付けられた旋盤、屋根自体、断熱材、内部ファイリング、それが使用された場合。メンブレン付きの蒸気および防水フィルムの重量は通常無視されます。

材料の重量に関する情報は、メーカーが技術データシートに記載しています。バーとボードの質量に関するデータは、概算値として取得されます。投影1メートルあたりのクレートの質量は、1立方メートルの木材の重量が平均500〜550 kg / m 3であり、OSBまたは合板の同様の体積が600〜650 kg / mであるという事実に基づいて計算できますが3.

SNiPで与えられた負荷値はkg / m 2で示されます。ただし、垂木は、この線形要素を直接押す荷重のみを認識して保持します。特に垂木の荷重を計算するために、荷重の自然な表の値とルーフィングパイの質量の合計に、垂木の脚の取り付けステップを掛けます。

線形パラメータに換算された荷重値は、ステップ (垂木間の距離) を変更することで増減できます。荷重収集領域を調整することにより、傾斜したルーフフレームの長寿命という名目で最適な値が達成されます。

垂木の断面の決定

さまざまな急勾配の屋根の垂木脚は、あいまいな仕事をしています。曲げモーメントは緩やかに傾斜した構造の垂木に作用し、急なシステムの類似物に圧縮力が追加されます。したがって、垂木の断面の計算では、斜面の勾配が必ず考慮されます。

傾斜が 30 度までの構造物の計算

指定された勾配の屋根の垂木脚には、曲げ応力のみが作用します。それらは、すべてのタイプの荷重を加えた場合の最大曲げモーメントに対して計算されます。さらに、一時的な、つまり最大のパフォーマンスを得るために気候負荷が計算に使用されます。

両方の縁の下に支柱しかない垂木の場合、最大曲げ点は垂木の脚のちょうど中心になります。垂木が 3 つの支柱の上に置かれ、2 つの単純な梁で構成されている場合、最大曲げモーメントは両方のスパンの中央になります。

3 つの支柱のしっかりした垂木の場合、最大の曲がりは中央の支柱の領域になりますが、曲げ部分の下にサポートがある場合、前の場合のように下向きではなく、上向きになります。

システム内の垂木の脚を正常に操作するには、次の 2 つの規則に従う必要があります。

垂木に加えられた荷重の結果として、曲げ中に垂木に形成される内部応力は、木材の曲げ抵抗の計算値よりも小さくなければなりません。
垂木脚のたわみは、比率 L / 200 によって決定される正規化されたたわみ値よりも小さくなければなりません。要素は、実際の長さの 200 分の 1 だけ曲げることができます。

追加の計算は、垂木の脚の寸法を順次選択することで構成され、その結果、指定された条件を満たすことになります。断面積を計算するための 2 つの式があります。それらの1つは、任意に与えられた厚さによってボードまたはビームの高さを決定するために使用されます。 2 番目の式は、任意の高さでの厚さを計算するために使用されます。

計算では、両方の式を使用する必要はなく、1 つだけを適用するだけで十分です。計算の結果得られた結果は、第 1 限界状態と第 2 限界状態についてチェックされます。計算された値が十分な安全域を持っていることが判明した場合は、材料に過大な支払いをしないように、式に入力された任意の指標を減らすことができます。

曲げモーメントの計算値が L / 200 より大きい場合は、任意の値を増やします。選定は、市販の木材の規格サイズに合わせて行います。したがって、セクションは、最適なバリアントが計算されて取得される瞬間まで選択されます。

式 b = 6Wh² を使用した簡単な計算例を考えてみましょう。 h = 15 cm と仮定し、W は曲げの M/R 比です。 M の値は、式 g × L 2 / 8 によって計算されます。ここで、g は垂木脚に垂直に向けられた総荷重であり、L は 4 m に等しいスパンの長さです。

針葉樹材のRizgは技術基準130kg/cm2に準じて採られています。総荷重を事前に計算し、345 kg / m に等しいと仮定します。それから：

M = 345kg/m × 16m 2 /8 = 690kg/m

kg / cm に変換するには、結果を 100 で割り、0.690 kg / cm を取得します。

W \u003d 0.690 kg / cm / 130 kg / cm 2 \u003d 0.00531 cm

B = 6 × 0.00531 cm × 15 2 cm = 7.16 cm

結果を四捨五入すると、垂木の設置には、例で与えられた荷重を考慮して、150 × 75 mm の梁が必要であることがわかります。

両方の状態の結果を確認し、現在計算されている断面を持つ材料が適切であることを確認します。 σ = 0.0036; f = 1.39

勾配が 30 度を超えるトラスシステムの場合

勾配が 30 度を超える屋根の垂木は、曲がるだけでなく、軸に沿って圧縮する力にも抵抗する必要があります。この場合、前述の耐屈曲性や曲がりの大きさを確認するほか、垂木の内部応力を計算する必要があります。

それらの。アクションは同様の順序で実行されますが、さらにいくつかの検証計算があります。同様に、木材の任意の高さまたは任意の厚さが設定され、その助けを借りて 2 番目のセクションパラメータが計算され、圧縮強度を含む上記の 3 つの仕様に準拠しているかどうかがチェックされます。

必要に応じて、垂木の支持力を高めるために、式に入力された任意の値を増やします。安全マージンが十分に大きく、標準たわみが計算値を大幅に超える場合は、計算を再度実行して、材料の高さまたは厚さを減らすことが理にかなっています。

計算を作成するための初期データを選択するには、私たちが作成した木材の一般的に受け入れられているサイズをまとめた表が役立ちます。最初の計算で垂木の脚の断面と長さを選択するのに役立ちます。

垂木の計算に関するビデオ

ビデオは、トラスシステムの要素の計算を実行する原理を明確に示しています。

耐荷重と垂木角度の計算を実行することは、屋根のフレーム設計の重要な部分です。このプロセスは簡単ではありませんが、手動で計算する人も、計算プログラムを使用する人も理解する必要があります。表形式の値を取得する場所と、計算された値が与えられるものを知る必要があります。

垂木のパラメータの計算方法。 ルーフトラスシステムの正しい計算 いくつかの作業方法