Samoojačitveni špirovci. Okrepitev in popravilo obstoječih strešnih konstrukcij Kako okrepiti slemenski nosilec pred upogibom
Pogosto se lastniki stanovanj soočajo s problemom upogibanja špirovcev. To je posledica pretiranega varčevanja ali nepravilne zasnove. Če se špirovci ne okrepijo pravočasno, se lahko zlomijo, kar bo sčasoma povzročilo draga popravila strehe.
Koncept krepitve špirovcev pomeni sklop del za odpravo upogiba in njihovo krepitev za nadaljnje nemoteno delovanje. Prav tako je treba obdelati vozlišče prihoda "nog" na greben, kar bo dodatno razbremenilo njihov srednji del.
Krepitev špirovcev - izberite strategijo, pripravite se na delo
Tukaj je dva načina za krepitev strukture. Prvi je povečanje debeline palic, drugi pa povečanje njihove širine. Prva možnost se uporablja le, če je iz nekega razloga nemogoče povečati širino palic, saj imajo pri enaki količini uporabljenega materiala konstrukcije, ojačene z drugo metodo, veliko večjo odpornost na upogibne obremenitve.
Tukaj so tudi različne načine pritrditev armaturnih palic na špirovce: žica, žeblji, samorezni vijaki z uporabo navojnih čepov. Najbolj zanesljiv način za povečanje širine palic, bomo upoštevali.
Za priprava na delo celotno delovno površino sprostimo iz obloge, odpremo pritrdilne točke za špirovce in sestavimo naslednje orodje: komplet ključi, komplet nasadnih glav z ragljo, vrtalnik, izvijač, hidravlični cilinder, brusilka. Ker so ta dela zelo odgovorna in dolgotrajna, jih ne more opraviti ena oseba.
Najprej smo pozorni na pritrditev špirovcev na sleme. Če so se tam ločili, potem najprej s prizadevanji več ljudi, po potrebi z vtičnico, združimo zgornje konce.
Nato z uporabo perforiranih kovinskih trakov, vezanega lesa ali v skrajnem primeru dvocentimetrske plošče s pomočjo samoreznih vijakov okrepimo stičišče nosilcev na obeh straneh. Če špirovce spajamo na slemenu, potem utrdimo povezave pod njim.
Nato moramo odstraniti upogib špirovcev. Za to uporabimo hidravlični cilinder. Preden začnete s temi deli, je potrebno okrepiti spoje konstrukcije na Mauerlat, za kar pritrdimo desko od spodaj na špirovski nosilec (pri povečanju debeline) ali na stran (pri povečanju širine), ki bo naslonite se na žarek Mauerlat in ne bo dovolil, da bi se noge ločile pri delu s hidravličnim cilindrom.
Za dobro zaustavitev hidravličnega cilindra od znotraj do nasprotnih koncev špirovci na mestih največjega odklona pritrdimo samoizdelane trikotne lesene zapore s samoreznimi vijaki.
Nadalje, skrbno delamo s hidravliko, poravnamo špirovce in jih pritrdimo v tem položaju s katero koli razpoložljivo ploščo debeline najmanj 3 cm s pomočjo samoreznih vijakov. Se pravi, če pogledate s strani, dobite nekaj podobnega veliki črki "A".
Kako okrepiti špirovce - gradimo les
Za izgradnjo špirovcev postopamo na naslednji način. Najprej pripravimo gredo, ki je po dimenzijah enaka obstoječemu (širina se lahko nekoliko razlikuje). Za udobje pri nadaljnjem delu ga pritrdimo na obstoječi žarek z več samoreznimi vijaki.
Nato z vrtalnikom izvrtamo luknje skozi 30-50 cm naenkrat skozi dva nosilca, pritrjena drug na drugega. Luknje niso razporejene v ravni črti, temveč vijugasto, da izboljšajo upogibno odpornost te zasnove.
Nato v luknje, predhodno izrezane na velikost, vstavimo čepe, na katerih koncih pritrdimo samovarovalne matice, potem ko pod njih postavimo podložke. Špirovci so zategnjeni do značilnega prasketanja drevesa.
Za krepitev špirovcev po drugi metodi opravimo isto delo in v istem vrstnem redu, le da je treba ojačitveno palico pritrditi na notranji konec palice in luknje na isti liniji.
Za povečanje nosilnosti špirovskih nog (slika 68), tako v večplastnih kot v visečih nosilnih sistemih, se uporablja namestitev razbremenilnih nosilcev (podpornikov), dvostranskih prekrivk in opornikov.
riž. 68. Krepitev špirovskih nog s pomočjo
Kot so pokazali izračuni v skladu s starim SNiP "Obremenitve in vplivi", špirovci v razponu med tramom Mauerlat in špirovsko nogo z dimenzijami preseka, izbranimi glede na značilnosti trdnosti, pogosto niso opravili izračuna upogiba in je bilo potrebno povečati njihovo višino. Možno je izdelati špirovsko nogo spremenljivega preseka z vključitvijo dodatnega lesen tram- pomoč. Pomoč je pritrjen v razponu med Mauerlatom in špirovsko nogo, višina špirovskega odseka je dosežena s svojo višino, tako da prehaja v skladu z izračunom upogiba. Nosilec je pritrjen z vijačnimi sponkami ali kovinskimi zobatimi ploščami.
Še en nevaren vozel v neprekinjeni špirovski nogi je naslonjen na opornik. Ste kdaj zlomili palico čez koleno? Torej, v tej konstrukcijski shemi je nosilec samo koleno, tukaj nastane največji upogibni moment, zaradi katerega je treba povečati prečni prerez celotnega špirovska noga. V tem vozlišču ni upogiba, zato je mogoče povečati ne višino špirovca, temveč njegovo širino s pritrditvijo dvostranskih plošč (slika 69). Širina prekrivk je izbrana pri izračunu preseka špirovca za največji upogibni moment. Blazinice so pritrjene z žebljem, sorniki ali, kot v prejšnjem primeru, z vijačnimi sponkami. Če je špirovec že ojačan s pomočjo, ga je treba podaljšati in rob premakniti čez vozlišče podpore za košnjo. V tem primeru sta naenkrat rešena dva problema: krepitev podpornega vozlišča in odklon v razponu.
riž. 69. Okrepitev podpornega vozlišča s povečanjem širine špirovca Pri rekonstrukciji strehe namestimo nove špirovce pod večjim naklonom, ki jih spojimo s starim (če niso zgnili) prečnim zidom z lesenimi žeblji. Nove špirovce lahko vstavite na stare špirovce ali pod njih. Nastala kmetija ne zagotavlja le novega naklona, temveč tudi povečano togost nosilne konstrukcije (slika 70). Ta metoda vam omogoča, da ne razstavite stare strehe in pospešite delo, vendar ne povečate prostora pod streho. Če je bil namen spreminjanja naklona pobočij gradnja podstrešja, bo prostornina podstrešja ostala enaka.
riž. 70. Okrepitev špirovcev z napravo za streho Včasih se zgodi, da konec špirovske noge gnije, podpora na Mauerlatu se izkaže za nezanesljivo, v tem primeru lahko na spodnji konec špirovske noge pritrdite dodatne opornike, ki se naslanjajo na isti nosilec Mauerlat ali dodaten posteljo (slika 71). Priporočljivo je razširiti spodnje konce dodatnih opornikov - zagotavljajo večjo stabilnost špirovcev. In oporniki, podprti na dodatni postelji, lahko delno zmanjšajo upogib špirovcev v razponu med špirovsko nogo in Mauerlatom. Dodatni oporniki so pritrjeni z žebljem s podporo v deskah na špirovcih.
riž. 71. Okrepitev dna špirovske noge z namestitvijo dodatnih opornikov Pri uporabi surovega lesa pri konstrukciji strehe (z vsebnostjo vlage več kot 25%) in nezadostnim prezračevanjem hladnega podstrešja, z visoko ležečimi mansardami, njihovo majhno površino ali odsotnostjo prezračevanja podstrešja, nižje konec špirovskih nog ali Mauerlat lahko gnije.
Do gnitja lahko pride tudi, če ni ali je poškodovana parna zapora in zračni kanali v strukturi izoliranega mansardno streho ali zamašitev njihovih koncev. Bodisi pri vlaženju lesa špirovskih nog in mauerlata na strehah katere koli vrste med puščanjem strehe ali kadar ni hidroizolacijskega sloja med lesom in zidom stene in vlaženjem lesa iz zidu.
Obstaja več načinov za obnovitev in krepitev poškodovanih struktur.
1. Aplikacija lesenih listkov. Uporabljajo se za posamezne poškodbe špirovskih nog. Ojačitev se izvede z namestitvijo ojačitvenih lesenih plošč z vijačenjem ali žebljanjem. Podpora prekrivnih elementov na Mauerlatu mora biti celoten konec, čemur sledi namestitev zasuka žice (slika 72).
riž. 72. Popravilo nosilne enote špirovcev na Mauerlatu s prekrivanjem in protezami 2. Uporaba paličastih protez. Uporabljajo se za velike poškodbe špirovskih nog. Pred začetkom dela se poškodovana špirovska noga utrdi na začasnih nosilcih, prevleka se razstavi in izreže gnili del špirovske noge. Proteza se namesti na špirovsko nogo in položi na Mauerlat. Žagan konec špirovske noge se naslanja na podporno blazinico proteze, kar preprečuje zdrs. Togost zgornjega stisnjenega pasu proteze zagotavlja oporna rešetka.
3. Uporaba prekrivk na podlagi žarka. Ta možnost se uporablja, če je treba zamenjati gnili del Mauerlat in konec špirovske noge (slika 73). Pred začetkom dela se špirovska noga okrepi z začasnimi podporami, izrežejo gnile dele noge in Mauerlat, v zid zabijejo bergle in nanje položijo tram dolžine 1 m.Če to omogoča zasnova sten in stropa , največkrat pa je tako, potem meter kos postelje. Na ta nosilec sta pritrjena na žeblje na obeh straneh špirovske noge. Zaboj podpira nova podolgovata žrebička.
riž. 73. Popravilo nosilne enote špirovcev v primeru poškodbe Mauerlat Z nezadostno izmenjavo zraka na podstrešju in posledično razvoj glivičnih spor in gnitje lesa lesene konstrukcije strehe izvajajo številne ukrepe za ponovno vzpostavitev prezračevanja (slika 74). Na podstrešju morate preučiti naravo gibanja zraka, določiti temperaturo zraka na zgornji meji izolacije (ne sme preseči 2 ° C pri nobeni negativni zunanji temperaturi) in urediti dodatno prezračevanje in mansardna okna. Površina prečnega prereza mansardnih oken in zračnikov mora biti 1/300–1/500 površine podstrešje. Širina kanalov mora biti v območju 2–2,5 cm, potrebno je izmeriti in po potrebi povečati na izračunano debelino izolacije. Slepljeno izolacijo je treba zrahljati približno enkrat na pet let. Pri zunanjih stenah širine do 1 m se njegova debelina lahko poveča do 50% več od izračunane. Potrebno je preveriti in po potrebi obnoviti parno zaporo pod plastjo izolacije.
riž. 74. Naprava normalnega procesa izmenjave zraka v podstrešni strehi Okrepitev drugih lesenih konstrukcij, sten, stropov in temeljev si lahko ogledate v posebnem delu spletnega mesta.
Načeloma lahko ponudim eno metodo, ki predvideva ojačitev brez spreminjanja prereza špirovcev, vendar o tem, ali vam je všeč ali ne, ne odločam jaz.
Poglejmo si torej naslednjo situacijo: viseči špirovci, ki so trikotni lok z zavihkom ali preprost trikotni nosilec (kot želite), so bili izdelani iz žarka s prerezom 15x5 cm v korakih po 1 m. , razdalja med Mauerlati je razpon loka l \u003d 6 m Naklon strehe - 30 °. Vendar ne bomo še naprej ponavljali situacije, ki je bila na primer dovolj podrobno obravnavana v različnih člankih, ampak preprosto povejmo, da je po izračunu potreben prerez špirovca 15x10 ali 20x5 cm, tj. razpoložljivi moment upora W z = 187,5 cm 3 je skoraj 2-krat manjši od zahtevanega.
Na prvi pogled bi bil najbolj logičen izhod iz situacije ojačitev obstoječih špirovcev s povsem enakim tramom 15x5 cm ali vgradnja dodatnih parov špirovcev za zmanjšanje razmika špirovcev. Toda tako v prvem kot v drugem primeru bodo stroški ojačitve blizu začetnim stroškom namestitve nosilnega sistema.
Medtem pa obstaja še en način za zmanjšanje vrednosti zahtevanega upornega momenta, ki ga res nikoli nisem videl v literaturi o izračunu sistemov rešetk, vendar je kljub temu povsem legitimen z vidika teoretične mehanike.
Vse kar potrebujete je, da spremenite shemo izračuna.
Kot vemo, v prečnem prerezu na sredini enosmernega nosilca z zgibnimi nosilci pod delovanjem enakomerno porazdeljene obremenitve nastane upogibni moment, ki je enak M = ql 2 /8. In za isti nosilec, vendar s togim stiskanjem na nosilcih, se največji moment pojavi na nosilcih in je M = ql 2 /12, tj. 1,5-krat manj.
Če torej za špirovski sistem, prikazan na sliki 462.1.a) (sprejeta načrtovalna shema je prikazana na sliki 462.1.b)), postavimo bore med špirovci v slemenu in med špirovce in puf približno tako, kot je prikazano na sliki 462.1. c), potem lahko nastali sistem obravnavamo kot lok iz ene palice s togim stiskanjem na nosilcih (čeprav to ne bo povsem pravilno).
Slika 462.1. Trizgibni lok in enopalični lok s togim vpenjanjem na nosilce
Takšen lok je statično nedoločen, vendar lahko problem poenostavimo, če špirovce obravnavamo kot togo vpete poševne nosilce ali kot dvorazponske nosilce na 2 zgibnih in enem togo vpetem nosilcu. Ne pozabimo pa, da normalne sile, ki smo jih definirali prej, delujejo na palice loka.
Oglejmo si najprej najpreprostejšo možnost:
špirovci - nagnjeni enojni žarek s togim stiskanjem
Kot je razvidno iz načrtovalnega diagrama, prikazanega na sliki 462.1.d), dodatne palice ne samo ustvarjajo pogoje, pod katerimi se špirovci lahko štejejo za stisnjen žarek, ampak tudi zmanjšajo ocenjeno dolžino razpona. Torej je bila nagnjena projekcija špirovcev - trizglobni lok z zavihkom 3 m, če navpične prijeme postavimo tako, da bo v vodoravni projekciji 0,5 m na vsako stran, potem le zmanjšanje izračunanega razpona za \u003d 0,5 m ali za (1/6) bo povzročilo zmanjšanje navora za 1,44-krat, saj
(l - l / 6) 2 / l 2 \u003d (25l 2 / 36) / l 2 \u003d 25/36 ≈ 0,7.
Opomba: vodoravnega premetavanja med špirovci ne moremo šteti kot dodatno navpično oporo.
Tako bo skupno zmanjšanje največjega navora 1,5 1,44 = 2,16-krat, kar je v tem primeru povsem dovolj. V numeričnem smislu bodo največji upogibni momenti na nosilcih stisnjenega nagnjenega nosilca:
M c max = ql 2 /12 = 326,1 2,5 2 /12 = 169,844 kgf m ali 16984,4 kgf cm
Isti moment bo ustvaril sila, ki deluje navpično na razdalji 0,5 m od glavnega nosilca in komponente:
P = 169,844/05 = 339,7 kg
To pomeni, da je za pritrditev navpične prepreke dovolj:
Enako število žebljev lahko vzamete za pritrditev vodoravnega dvoboja, če je pritrdilna točka v vodoravni projekciji na razdalji približno 5 m od loka.
Zdaj je treba preveriti, ali bo zategovanje zdržalo dodatno obremenitev - dve koncentrirani sili P, ki delujeta na razdalji 0,5 m od vsake podpore. Glede na projektno shemo 1.3 iz tabele 1. največji trenutek v prečni prerezi zategovanje bo:
M s \u003d Ra \u003d 339,7 0,5 \u003d 169,844 kgf m \u003d M c max
Nato zahtevani uporni moment za zategovanje:
W z tr \u003d M / R \u003d 16984,4 / 140 \u003d 121,32 cm 3
Medtem ima naš puff presek 10x5 cm in s tem moment upora W \u003d bh 2 /6 \u003d 5 10 2 /6 \u003d 83,33 cm 3, tj. 1,45-krat manj od zahtevanega, in to brez upoštevanja nateznih napetosti, ki delujejo v prerezih puha.
Če zmanjšate razdaljo od nosilca do navpičnega oprijema, bo to samo povečalo vrednost upogibnega momenta v estrihu, število žebljev pa bo treba povečati. In če povečate razdaljo od podpore do navpične grebene, potem takšne konstrukcije skoraj ni mogoče šteti za togo pritrjen nosilec.
In tukaj se zdi, da ni drugega izhoda, kako povečati vdih, če pa kontrakcije niso navpične, ampak pod določenim kotom glede na navpičnico, na primer 35-40 °, se bo takšno krčenje vklopilo na eni strani v navpično oporo, na drugi pa v vodoravno, ki povečuje raztezanje v puhu, pri tem pa ostaja element, ki zagotavlja togo stiskanje špirovcev.
Preverjamo. Ocenjena dolžina navpičnega strganja je:
l v cx = tg30°a = 0,5773 0,5 = 0,2887 m
Pri kotu naklona 35 ° je razdalja a "od nagnjene strmine do mesta, kjer bi bila navpična strmina:
a" \u003d tg35 °l v cx \u003d 0,7 0,2887 \u003d 0,2 m
Potem bo upogibni moment, ki deluje na zategovanje:
M h \u003d P (a - a") \u003d 339,7 (0,5 - 0,2) \u003d 101,18 kgf m
Povečanje normalne sile, ki deluje na zategovanje, bo:
N" \u003d Psina / cosa \u003d 339,7 0,573 / 0,819 \u003d 237,86 kg
Potem bodo največje normalne napetosti, ki nastanejo v prerezih zategovanja, ob upoštevanju razlike v izračunanih uporih proti napetosti in upogibu lesa:
(N + N") / F + M s R p / W z R in \u003d (692,927+ 237,86) / 50 + 10180 101,9 / (83,33 142,7) \u003d 18,61 + 87,26 \u003d 105,9 kg / cm 2\u003e R str\u003d 101,9 kg / cm 2
Potrebni pogoji za trdnost pri nas niso izpolnjeni. Vendar pa je presežna napetost manjša od 4%. Ob upoštevanju sprejetih faktorjev zanesljivosti za obremenitev se lahko takšen presežek šteje za sprejemljiv ali pa lahko rahlo povečate kot naklona. To je že odvisno od vas.
Poleg tega bo v resnici vrednost upogibnega momenta nekoliko višja, še posebej, če bodo plošče oplaščene na odseku špirovca med nagnjeno ploščo in Mauerlatom.
Pri nagnjenih prijemih je treba povečati tudi število žebljev:
n = P/(Tcos35°) = 3,88/0,819 = 4,7 točno 5 žebljev.
Če špirovce obravnavamo kot dvorazponski nosilec z dvema zgibnima in enim togo vpetim nosilcem, bo moment na nosilcu - navpični (ali nagnjeni) nagib nekoliko manjši, na togi nosilcu - lok boom - a malo več. Vendar tudi takšna konstrukcijska shema ne odraža natančno dejanskega delovanja konstrukcije.
Kljub temu je mogoče narediti podoben izračun, na primer z uporabo metode treh trenutkov. No, za vse ostale nasvet: dodajte 1-2 žeblja na pritrdilne točke špirovcev in estrihov s kontrakcijami.