eaquilla (eaquilla) wrote,
eaquilla
eaquilla

Беседка из клееного бруса «Анна». Расчеты и реальность.

Наткнулся на совершенно восхитительный блог! Я очень люблю работать с деревом и строить. К сожалению, в текущий временной этап я лишен этого удовольствия. Приятно видеть, когда человек, занимаясь делом, не только этим делом зарабатывает, но и получает от этого истинное душевное удовлетворение!

Оригинал взят у dompostroim в Беседка из клееного бруса «Анна». Расчеты и реальность.
Пока наша стройка встала, мы, в свободное от работы время, поучаствовали в строительстве отличной беседки из клееного бруса. Под беседкой подразумевается павильон площадью 80 м2 с барбекю и остеклением (кто то о квартире такой площадью может только мечтать). Из начальных условий был архитектурный проект. Расчеты, конструкторская часть, строительная документация и выдача файла на станок досталась нам. И вот что из этого вышло.
В ходе монтажа этой беседки позвонил директор по строительству и сказал, что ферма длинной почти 10 метров прогнулась под собственным весом, заказчик нервничает, его жена сказала, что она вообще боится заходить в эту беседку. Пришлось подпереть стойкой, а теперь думают, что делать дальше. Мы на выходных выехали на место. Посмотрели, посовещались, - решили спилить.
1

Собственно ничего и не произошло: многотонная конструкция из клееного бруса, обрешётки и натуральной черепицы выдохнула и окончательно встала на свои места, прогибов ни где не было.
Panorama2
                           Рис. 1 Вид на крышу беседки изнутри.
Оказалось что весь сыр бор началась с того что десятиметровый брус (9,6 м, если быть точным) поставили на место, оперев его на две точки, и в центре он прогнулся так, что все были в недоумении. Подпёрли его стойкой и стали собирать всю конструкцию целиком. А дальше эту стойку все обещали убрать, как только закончат свою часть работы, сборщики, кровельщики, но так и не решались. На вопрос заказчику «почему не собрали всю ферму на земле и не поставили её краном на место, ведь конструкция в сборе работает?», ответ был, что то в духе «Кран был не предусмотрен сметой..». При том, что кран не смог бы повлиять на смету этой беседки даже в рамках математической погрешности.
А началось, как я уже сказал с архитектурного проекта– вот он:
arhprj
                                        Рис. 2. Архитектурный проект.

На основе него мы сделали расчёт, выпустили документацию марки КД и выдали файл на станок NС machining center Covertek UNITEAM. Расчет проводился в программе RSTAB, а проект, документация и файл на станок в программе CadWork v.14. Интересные страницы из проекта буду снабжать фотографиями с объекта, а в конце для тех, кто не боится таких слов как «эпюры», «напряжение» и «снеговая нагрузка» приведу выдержку из расчетов и отчёта RSTAB.

Вот как выглядит беседка снаружи. Верх готов полностью, а вот нижняя часть пока тока под отделку, нужно обкладывать камнем столбы, делать барбекю, полы, остекление.
3_1
Рис. 3 Вид беседки сбоку.
anfas
Рис. 4 Вид беседки спереди.

Пришлось немного отойти от дизайн проекта: изменили ферму, так требовала конструкция, добавили резные укосики, они практически не влияют на прочность, так попросил заказчик – «он хотел больше резных элементов», а так же изменили форму торцов, по тем же соображениям.
kd1
Рис. 5 3D модель в программе CadWork

А вот вид изнутри и сами укосы, смотрятся симпатично. Так же в стропилах был предусмотрен паз, куда в процессе монтажа укладывалась вагонка из лиственницы. Это позволяет оставить часть стропильной системы открытой «в интерьере», изнутри беседка смотрится шикарно. Кстати nemihail строит дом из клеенного бруса, возможно его заинтересует такой способ подшивики потолка. Кстати, нужно сказать что у него достаточно интересный и весёлый журнал, да и плюс он сам рекомендовал ссылаться на топовых блогеров для раскрутки собственного журнала, посмотрим как это скажется на статистике посещений.
6
Рис. 6 Вид беседки изнутри.
5
                         Рис. 7. Приблизим немного …

Сама конструкция состоит из трёх ферм, две из которых опираются на три точки, а одна средняя (как раз, из-за которой мы и приехали) опирается только по краям. В них врезаются поперченные балки, поверх которых уже идут стропила.
obhiivid2
Рис. 8. Вид снизу на стропильную систему. Тут, если приглядеться, можно увидеть пазы под вагонку.  

Схема крепежа так же была разработана, все шпильки, шайбы и гайки, места их расположения люди с хорошим зрением могут увидеть на следующем чертеже. Всё крепится шпильками, которые утапливаются на 5 мм и закрываются декоративными заглушками. При желании можно использовать оцинкованный крепёж, но это будет излишне и ухудшит внешний вид.  На рис. 6 можно увидеть, как этот крепёж выглядит после сборки.
ferma
Рис. 9. Схема крепежа.    

Крыша покрыта натурально черепицей BRAAS, так что стропильная система, шаг обрешётки и расчёт нагрузки проводился исходя из этих данных. Дальше можно увидеть устройство кровли, а так же что получилось после сборки.
sveskrovli
Рис. 10. Схема свеса кровли.
11
                             Рис. 11 Свес кровли.

Передняя часть беседки на полтора метра выступает вперёд, в тот момент, когда я приготовился снимать её, вокруг меня начали работать поливалки и забрызгали объектив, от этого фотография ниже немного мутная.
10
Рис. 12 Передний свес крыши беседки.
Ну а теперь ботанский раздел. Конечно, когда проектируется сложная конструкция, вряд ли кто то ответит на вопрос «а крыша выдержит?», просто взглянув на чертёж.  В таких случаях на помощь инженеру приходят средства САПР. В данном случае мы использовали немецкую программу RSTAB для расчета нагрузок и прогибов.
Ниже я приведу комментарии нашего специалиста J и пару картинок , которые мне понравились. Я так понимаю, что бы рассчитать нагрузку на ферму, она сначала задаётся в программе, задаётся материал из которого эта ферма подразумевается, толщина, размеры. А потом в программе она подвергается различным нагрузкам, в соответствии с предполагаемым весом кровли, снеговым нагрузкам и так далее. Подробнее я попросил рассказать нашего эксперта, который из-за скромности своей попросил назвать его как Elka.

Ну, расскажите поподробнее …   

- «Схема, принятая для расчета фермы. Верхний пояс 100х160 (в жизни он 100х280, но врубки под прогоны оч. глубокие и уменьшают эффективное сечение), нижний пояс тоже принят 100х160 (в реальности 100х200), стойки и укосы 80х97. Опоры – шарнир, с одной степенью свободы – вращение вокруг оси У. Материал фермы принимаем – дерево хвойных пород сорт 1 (в действительности – клееная балка). Т.е. мы принимаем допущения, ухудшающие работу элементов»  – рассказывает специалист.
- так, так, продолжайте …
«Сбор постоянных нагрузок от покрытия (керамическая черепица, весь пирог принят 100 кг/м2), шаг установки ферм 3,45 м.»
- ясно …
- «Сбор временных снеговых нагрузок в соответствии со СНИП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия» - 180 кг/м2, шаг установки ферм 3,45м.»
- хм …
«Из приложенных нагрузок составлена комбинация с коэффициентами запаса в соответствии со СНИП «Нагрузки и воздействия», и показана деформация фермы под  действием этой комбинации нагрузок. Максимальный прогиб нижнего пояса 10,18 мм. (по СНИП II-25-80 «Деревянные конструкции должен быть не более 1/150 доли пролета 9600 мм = 64 мм)»
- а тут что нарисовано? (тыкаю пальцем)
deformations
«Это полученная эпюра изгибающих моментов, действующих на элементы фермы под приложенной комбинацией нагрузок . Видно, что верхний пояс работает на сжатие, а нижний на растяжение.»  - рассказывает Elka.
- И? …
- Ниже видно напряжения изгиба и сжатия, действующие в элементах фермы. Все элементы проходят.
- А это? …
forces
«Изгибающее напряжение, действующее в элементах  фермы под приложенной комбинацией нагрузок. (Видно, что все элементы работают с большим запасом).»
… а
«Напряжения изгиба, сжатия, и кручения, действующие в элементах фермы. Видим, что напряжения в элементах превышают допустимые в полтора раза. Но в расчетной схеме не учитывается что прогоны, которые опираются на фермы, имеют пазы, которые будут жестко фиксировать фермы, и предохранять от выхода из плоскости, и также будут работать подкосы между прогонами и фермами. Также мы принимали допущения, ухудшающие характеристики материала, и элементов ферм. В действительности характеристики материала лучше расчетных. Поэтому можно принять что ферма проходит по расчету.
Так как за счет смятия в опорах узлы фермы все равно будут иметь небольшие горизонтальные подвижки, для проверки проведем расчет для опоры, имеющей степень свободы не только вокруг оси У, но и вдоль оси Х. (В действительности, ферма будет работать по усредненному варианту) … »
- ок, я всё понял.

Пожалуй, на этом закончим.      
Tags: Своими руками, Технологии
Subscribe

  • ИСЧЕЗНУВШИЙ РОЯЛЬ

    Михаил Казиник озвучил замечательную мысль: "У вас идет борьба между потомками декабристов и потомками зэков". Примерно ту же самую мысль…

  • Чита: мусорное Средневековье...

    Макс Жлутков создал новый канал о Чите и Забайкалье - "Как выжить в России?". Почему в России, когда он снимает ролики о Чите, но не…

  • Молоковка

    Здравствуйте, дорогие друзья! Сегодня хотел бы рассказать о знаменательном событии для меня в частности и для нашей команды в целом. К нам в…

Buy for 10 tokens
Buy promo for minimal price.
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

  • 0 comments