Собственный небольшой дом руками инженера-архитектора

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

 

@Пкщыы, Давайте, начнем готовиться к тому, чтобы проверить эту конструкцию.
1. Предлагаемые начальные условия.
Формально, Белгород - 3-й снеговой район (снеговая нагрузка 150 нормативная, 210 расчетная). Была у меня мысль, что поскольку районы у нас крупные, с шагом 70 (50) кг на м2, то может быть, на краю района можно взять нагрузку поменьше. Увы, не получится. За период 1936-1980, на одной метеостанции наблюдалось 220 кг снега в поле, предыдущие 30 лет тоже не радовали (см приложенный файл, стр. 42-43). Будем считать по 210.
Класс условий эксплуатации я приму 2 (эксплуатационная влажность до 15%, коэффициент 0.9), сорт дерева первый. Максимальное сопротивление на изгиб и сжатие, соответственно, будет 14*0.9=12.6 МПа. "Красной чертой" для нас будет 12 МПа.
Приемлемость прогибов, если они не будут влиять на прочность, сами определите.
Вы упоминали гвозди 100х4 - максимальную допустимую нагрузку на гвоздь определим в 55 кгс (см. диаграмму https://www.forumhouse.ru/posts/24798305/, плюс небольшая поправка на корень из 0.9)

В принципе, в ожидании информации о том, какая где будет нагрузка на стропила от кровли, обрешетки, утепления, обшивки потолка и т. п., я начал уже прикидывать конструкцию, пока исходя из 250 кг/м2. Сразу возникли вопросы:

Стена, не перпендикулярная стропилам (обведена синим). даже при угле наклона 6.5 градусов, перепад по высоте точек опоры стропил будет сантиметров 6-7. Там что, будет стена с плавно снижающимся верхним краем?
Второй вопрос: что в красном круге? Похоже на столб, но он не обозначен. Без него, балка крайне перегружена. Если это столб, или опора на перегородку - нужны размеры.

P. S. Размеры - это не самой колонны, а пролетов по сторонам от нее

 

@SergeChe, да, тот участок стены хочу плавно снизить уровень, уклон везде одинаковый а отметки стены будут разные на углах
В красном круге да, колонна, думаю из кирпича сделать 250х380 сечением от пола до балки, под ней будет стена подвала
На плане балок размер есть от стены до оси балки которая на оси этой колонны и до стены в верхнем куске самое широкое - 1975мм до оси и от оси до стены справа 4890мм

 

@SergeChe, вес конструкций без коэф запаса, без стропила и без снега
комплекс делится грубо на 2 веса - там где улица (навесы и вынос кровли слева) и там где внутри здания

 

Расчет для гаража с навесом, Часть 1

Нагрузки есть, можно начинать. Поскольку нагрузки внутри и снаружи помещения почти не отличаются, везде возьмем большую из них, 33.1 кг/м2. Итого, расчетная нагрузка 33.1*1.1+210=246,4 кг/м2, без учета веса стропил (нормативная 183.1). На балки с шагом 0.64 м, придется равномерная нагрузка 1.55 кН/м (с округлением вверх). Вес стропил и опорных балок, будет дополнительно учтен в расчете, исходя из плотности дерева 600 кг/м3.

Начнем по порядку, сверху вниз. Верхняя зона (по схеме) – строение с расширяющимся пролетом между стенами, ширина пролета от 407 до 442 см. Широкий козырек, под которым нарисован стол (260+15+38=313 см), опирается на подпорную балку большого сечения (150х250). Балка, в свою очередь, опирается на стену и столб, и имеет достаточно длинное консольное окончание.
Стропила сечением 50х200, можно выполнить двумя способами.
1. Разрезные стропила (из двух частей), с опорой стыка на левую стену.
Что, в этом случае, будет над помещением (я возьму самый длинный пролет 442 см):

Напряжение в стропиле близко к 12 МПа (наша «красная линия»), прогиб 24 мм.
Козырек (в качестве точки опоры, я возьму правый края балки, в соответствии с формой прогиба):

Нагрузка от стропила на опорную балку 3,03 кН. По прочности, пройдет и стропило 50х150 (и даже 50х120).
Опорная балка, с 11-ю точечными нагрузками по 3,03 кН

По прочности проходит, перепад высот под расчетной нагрузкой, между серединой пролета и краем консоли – порядка 35 мм. Нагрузка на столб 2280 кг.

2. Неразрезные стропила (целая доска длиной до 780 см, или составная балка).
Можно сделать составное стропило из двух досок, со стыковкой «внахлест» на левой стене, оно будет даже прочнее цельного. Его примерные характеристики и требуемое число гвоздей в соединениях, можно прикинуть здесь:https://www.forumhouse.ru/posts/24888850/
2.1 Первое (достаточно грубое) приближение. Почему это только приближение, будет видно дальше.
Цельная доска, правый пролет 442 см

Напряжение в стропиле существенно уменьшилось, прогиб над помещением снизился с 24 до 13.2 мм. Нагрузка на опорную балку 2.18 кН.
Тоже цельная доска, правый пролет 407 см.

Напряжения и прогибы уменьшились, но нагрузка на опорную балку увеличилась до 2,32 кН. По мере изменения соотношения длин пролетов, нагрузки на опоры перераспределяются.
Опорная балка, 10 точечных нагрузок, изменяющихся от 2,32 до 2.18 кН, плюс еще одна, на самом конце балки, 3.03 кН:

Как мы видели, при цельных стропилах, нагрузки на опорную балку снизились с 3.03 до 2.18-2.32 кН (где-то, процентов на 25). Соответственно, уменьшились прогибы и напряжения. Нагрузка на столб 1800 кг.

Теперь, собственно, почему это всего лишь «первое грубое» приближение, ведь выглядит все с виду «правильно». Дело в том, что из трех опор стропила – две неподвижные (стена), а третья - подвижная (прогибающаяся под нагрузкой балка). При прогибе опорной балки, будет возрастать напряжение и прогиб стропила, но будет и уменьшаться нагрузка от стропила на саму опорную балку. Нужно одновременно рассматривать всю систему стропил и опорных балок, и находить решение, при котором нагрузки от стропил и реакции опорной балки сравниваются.
По общему правилу, то, что мы уже нашли для опорной балки, будет для нее «оценкой сверху», то есть напряжения и прогибы в ней будут меньше, чем в приближенном расчете. Для стропил же, приближенный расчет дает «оценку снизу», то есть с ними все может быть заметно хуже.

Тему таких конструкций я рассматривал примерно с этого сообщения https://www.forumhouse.ru/posts/24695379/, условно обозначив тему как «Батут». Собственно, я поэтому и согласился посчитать этот гараж с навесом, поскольку в нем сразу два таких «батута» - тот, который мы сейчас рассматриваем, и еще один, ниже по схеме, где стропила опираются на внешние стены и на промежуточную балку внутри помещения. Мне интересны такие реальные примеры, а у коллеги будет расчет для его (не вполне стандартной) ситуации.
Если бы не эти «батуты», я бы, наверное, просто предложил коллеге взять вот здесь https://www.forumhouse.ru/posts/24762260/ расчетный файл для многопролетных балок, и посчитать все самостоятельно.

2.2 Неразрезные стропила, решение с учетом прогиба опорной балки.
Для упрощения расчета, я сделал все стропила равной длины, с пролетом справа 425 см. Система состоит из опорной балки и 10 стропил, нагрузка от 11-го короткого стропила фиксирована, 3.03 кН. Общая картина для опорной балки будет такая:

Напряжения и прогибы немного уменьшились (как и ожидалось), нагрузка на столб составит 1700 кг.
Теперь, для каждого стропила будет своя индивидуальная картинка. Я ограничусь картинкой для самого плохого случая – пятое снизу стропило:

Как мы видим, все стало не так оптимистично. Напряжение в стропиле возросло до 10.5 МПа.

Подведем итоги, по двум основным вариантам:
1. Разрезные стропила.
- напряжения в пролете над гаражом, почти критическое, около 11.8 МПа, прогиб до 24 мм (это при расчетной нагрузке, при нормативной нужно, грубо, взять ¾ от указанных цифр);
- прогиб опорной балки до 22 мм, общий перепад высоты по опорной балке около 35 мм (если считать по краю козырька, это будет еще на 14% больше);
- нагрузка на столб 2280 кг;
- над козырьком, можно использовать стропила меньшего сечения, например 50х150.
2. Неразрезные стропила.
- напряжения в стропилах до 10.5 МПа, прогибы над гаражом в диапазоне 9-11.6 мм;
- прогиб опорной балки до 13.4 мм, общий перепад высоты по опорной балке около 20 мм;
- нагрузка на столб 1700 кг;
- нужно будет искать цельную доску длиной до 780 см, или стыковать две доски «с нахлестом» на левой стене.

@Пкщыы, подумайте, что Вам еще понадобится для работы.

 

@SergeChe, все достаточно наглядно и подробно
и я думаю будет очень познавательно всем кто читает тему чтобы понять логику и физику работы балок и стропил в такой конструкции

А я сегодня наконец подобрал (надеюсь не ошибся) и заказал коаксиальный дымоход и стабилизатор напряжения для котла, все нюансы про дымоход напишу подробней как приедет, стабилизатор для котла взял Штиль Инстаб 350 (вышел 4к), который выдает синусоиду и стабилизирует с минимальными отклонениями от заданного напряжения
Потом в процессе эксплуатации если понадобится ИБП я так понимаю можно ставить любой, даже самый недорогой, т. к. штиль выправит
Вот кстати достаточно познавательный на него обзор

 

@RuseRARC, вам и в личку не напишешь, поэтому спрошу тут, 55 градусов не обжигает? если вдруг только горячую открыл
в вк мне ответили "В котле Пантера, встроенной функции защиты от легионелл нет. Запрограммировать режим работы на ГВС Вы можете с помощью регулятора Thermolink P."

 

Расчет для гаража с навесом, Часть 2

Продолжим, со следующими двумя зонами. Подход, надеюсь, стал понятен, и все будет идти быстрее.
Вторая зона – гараж, расстояние между стенами от 687 до 662 см, с одной стороны кровли небольшой свес. Внутри, стропила опираются на промежуточную балку 100х150, опирающуюся на стены и широкий столб.
Разрезные стропила. Проверим на самом широком пролете, 489 см:

Напряжение 14.4 МПа, по прочности не проходит.
Сразу переходим к составным (или цельным) стропилам. Вот такая картина на опорной балке (сгустившиеся отметки в районе 200+ - это края широкого столба и стропило, опирающееся на балку над столбом), а также на самом «плохом» стропиле:

По прочности проходим. Максимальный прогиб при нормативной нагрузке 18.4 мм, тоже пристойно. Попробуем увеличить сечение подпорной балки, до 100х200:

Стало еще лучше, прогиб на самом плохом стропиле 15.7 мм. Дальнейшее увеличение сечения балки, в плане прогиба, не сильно поможет – выиграем, в лучшем случае, еще 1-1.5 мм.

Третья зона – навес перед входом, с очень широким пролетом, стропила 100х250 опираются на две опорные балки 150х250. Балки, в свою очередь, опираются на два столба, и с одного края на стену.
Начнем со стропил. Шаг между ними уменьшился с 64 до 60 см, равномерная нагрузка на них тоже стала немного меньше. Прочности хватает, прогиб при нормативной нагрузке 23 мм – это лучше 1/200, почти 1/300.

Нагрузка на балки от каждого стропила – 6.05 и 6.24 кН (немного разная, так как свесы на концах несимметричны). Проверим опорную балку, под нагрузкой 6.24 кН (большей из двух) от 11 стропил:

Тоже, все в порядке. Нагрузка на столбы 3750 и 3200 кг, стоит задуматься, как их устанавливать.

Резюме: с технической точки зрения, пока все в порядке.
Внешний вид этих массивных стропил, и еще более массивных балок – тут архитектору виднее. Прочности хватает, прогибы пристойные.
Но, все это завязано на доступность крайне нестандартных сечений балок. @Пкщыы, Что будет, если их не поставят, и доступны будут, например, только доски 50х200 стандартной длины?
Для стропил над гаражом, их достаточно. Опорные балки под навесом, в 3-й зоне, заменим составными 200х200. Опорную балку в первой зоне, в районе стола, можно тоже заменить составной, добавив еще один столб.
Вот чем заменить стропила 100х250? Составными 150х200? Как это будет смотреться, и как их считать?

 

Разве 150х100 по прочности проходит? там же напряжение 17,35?

Обычно во внешнем виде массивные балки чаще выигрывают нежели слишком тонкие, на доме я специально набивал деревяшки для увеличения общего вида и сечения
На счет сечений, я предполагал несколько вариантов:
- под заказ нужного сечения и нужной длинны;
- под заказ нужные мне сечения 6м, наращивать их как мы с вами обсуждали - делать стыки в самых ненагруженных местах, наращивать накладками с пробивкой кучей гвоздей, можно и с заворачиванием "глухарей" или шпильками;
- найти доски 250х50 и их стягивать шпильками для опорных балок (шаг к примеру 500мм, можно еще с клеем d3) и для стропил раскладывать их в 2 раза чаще либо сбивая гвоздями для получения сечения 100х250;
- наверно вариант по которому больше всего вопросов - для 150х250 стягивать 6-ти метровые 2 бруса со смещением "туда-сюда" поставленные друг на друга 150х150 и 100х150 и для стропил 100х100 с 150х100, находил тут на форуме такую картинку по сращиванию

 

Да, действительно. Я текст позже писал, думаю, зачем же я большее сечение считал?
Видите, как хорошо, когда все есть на картинке

В вариантах опорных балок с двумя столбами - достаточно мест для стыковки. В опорной балке с одним столбом - с этим плохо, почему я и предлагал добавить столб. В однопролетной балке, где будете стыковать?

Я думаю, что так не надо делать. Ни так сращивать по длине, ни наращивать так в высоту. Ничего похожего на 150х250 не получится, такое у меня мнение.
Для ориентира, я сейчас с вот такой штукой "играю":

P. S. Это - самая маленькая из неразрезных дощато-гвоздевых многопролетных балок. Двухпролетная, из 4-х досок. Она, уже "собирается" в единую конструкцию, и (пока соединения "жесткие", и нагрузка распределена равномерно) практически не отличается от "цельной". Осталось реализовать податливость соединений (гвоздей), уточнить распределение нагрузки между досками, и посмотреть, что в итоге получится.
Это я к тому, что не стоит так сращивать брусья: с учетом короткого "плеча" и податливости связей (смятия дерева на болтах), там и болтов маловато, и жесткость будет ниже, чем у цельной балки. А как мы видели, потеря жесткости и увеличенный прогиб опорной балки, вызывают неприятные последствия для опертых на нее стропил.

 

ну там где с одним столбом край консоли - самые маленькие и напряжения и момент

По последней картинке наверно стоит Вам дать пояснения

 

Не знаю что с личкой, с компа проверю...
Горячо конечно, но подачу регулируешь и проблем не вижу.
У меня термолинк Р, а что настроить хотите в итоге?

 

когда жмешь на ник чтобы там выбрать написать в ЛС пишет - "Этот пользователь ограничил доступ к своему профилю"

Да как раз разбираюсь как выстивить эту функцию про легионелу, но видимо ее и нет, поэтому и написали мне "Запрограммировать режим работы на ГВС Вы можете с помощью регулятора Thermolink P", т. е. через него можно задать чтоб оно с каким-то графиком "прожаривало"

 

Не видел я там такой возможности, может через сервисное меню. В обычном меню ГВС - там только вкл/выкл и регулировка температуры (при этом максимальная температура нагрева ГВС задается на котле).

 

Через сервисное меню на Термолинк P (код 96, на код 35 не реагирует - только на котле) можно включить функцию 'программа'. В общем меню появляется пункт 'программа', но там настраивается время включения и отключения нагрева ГВС по дням недели. На один день три подпункта вкл/выкл и время.
Себе сейчас поставил отключение нагрева ГВС с 0.00 до 6.00.
А у Вас есть пульт Термолинк?