Een schilddak kan één en twee niveaus hebben, vier of meer hellingen hebben. Voor de juiste selectie van de secties van de elementen, is het noodzakelijk om een schets en een correcte berekening uit te voeren, wat neerkomt op verschillende formules. In het artikel zullen we het hebben over de structuur van het schilddak en de methode voor het berekenen van het spantensysteem.
Een schilddak is een van de meest gebruikelijke opties voor het bouwen van een huis of een tuinhuisje, met een cirkelvormige, vierkante of rechthoekige vorm in bovenaanzicht met een klein verschil in de lengtes van de zijkanten. Dit ontwerp is een goede oplossing voor huizen met een relatief klein oppervlak of huisjes met twee verdiepingen en een kleine basis. Het dak dankt zijn naam aan de piramidevorm van de traditionele oosterse tent, gevormd door één top en driehoekige hellingen..
Hip dak opties
Onder de naam “schilddak” worden verschillende dakbedekkingsopties gecombineerd met structurele verschillen.
Klassiek schilddak
Een dak met vier hellingen op één niveau is geometrisch gezien een vierzijdige piramide. Een dak met twee niveaus is een complexere structuur: het bovenste deel is een piramide, het midden is een kubus of parallellogram en het onderste is een afgeknotte piramide. Het was alsof de bovenkant van het dak van de basis was afgesneden en opgetild. Het middendeel is soms gemaakt in de vorm van een glazen lantaarn of afgewerkt in de kleur van de muren.
Schilddak met twee niveaus
Een schilddak kan niet alleen vier hellingen hebben, maar ook zes en acht hellingen. Deze vorm lijkt meer op een kegel dan op een piramide en komt het meest voor bij de constructie van priëlen met een ronde basis. Het moeilijkste bij de implementatie van een dergelijke structuur is de verbinding van de spanten in het midden.
Zeszijdig dak
Dakspanten gemaakt van acht glooiende hellingen
De spantensystemen verschillen niet zozeer esthetisch als structureel:
- hangend;
- gelaagd.
Het hangende truss-systeem rust uitsluitend op de muren van het huis, het gelaagde systeem heeft een steun in het midden van het gebouw en rust op een dragende muur of op een speciaal in het huis opgetrokken paal.
a – de structuur van de hangende spanten; b – de constructie van gelaagde spanten; 1 – spant; 2 – dwarsbalk; 3 – aanscherping; 4 – rek; 5 – beugel; 6 – rennen; 7 – liegen
De keuze van het ontwerp is afhankelijk van de grootte van de overspanning (8 m – een ophangsysteem is geschikt, 12 m – een gelaagd systeem is vereist) en de maximale lengte van het te bouwen hout (bij het verbinden van een spantbeen in de lengte is een verticale ondersteuning vereist).
In de praktijk wordt vaak het gelaagde systeem gebruikt, omdat het betrouwbaarder en onderhoudbaarder is. Als het huis geen geschikte dragende muur of pilaar heeft voor ondersteuning, kan de basis worden gemaakt van een balk door aan te kleden op het mauerlat-niveau.
Basisschema’s en elementen van het spantensysteem
Zoals we schreven, is het schilddak geometrisch een piramide, dus alle berekeningen worden uitgevoerd op basis van de regels die van toepassing zijn op de piramides en driehoeken waaruit het bestaat.
Geometrische afbeelding van een schilddak
Belangrijkste elementen
Om in de toekomst niet te verwarren met de termen, noemen we de belangrijkste elementen van het spantensysteem van het schilddak, schematisch weergegeven in de onderstaande figuur, en koppelen we ze aan het geometrische beeld van het schilddak in de vorm van een piramide.
Hangende dakspant structuur
- Mauerlat.Dakbasis en ondersteuning, vooral bij hangende spanten. Het bevindt zich rond de omtrek van het gebouw (ABCD), rust op de muren of is aan de buitenkant gemonteerd. Voor het Mauerlat-apparaat wordt een staaf met grote doorsnede gebruikt.
- Schuine spanten.Dakhoeken komen op een centraal punt samen om een piramide te vormen. Op het piramidediagram (exclusief uitsteeksels): AK = DK = CK = BK = Lн. Langste dakspanten in constructie.
- Nokknoop (K).De moeilijkste knoop in het ontwerp van een timmerman. Als de basis van het huis niet vierkant is, maar de nok een rand vormt, verandert het schilddak in zijn “zusje” – het vald-dak. In een structuur met gelaagde spanten is het KF (H) -gedeelte de centrale ondersteuning.
- Centrale spanten.Ze komen samen in een nokknoop met tepelspanten. Ze zijn de hoogte van elke helling, wat een gelijkbenige driehoek is. Op het piramidediagram (exclusief uitsteeksels) – segment KE, lengte Lц.
- Narodniks.Dit zijn verkorte spanten die in beide richtingen evenwijdig aan de middelste lopen.
Overweeg nu constructies met gelaagde spanten.
Constructie zonder tuigage met gelaagde spanten
Naast de reeds aangeduide elementen: de schuine (1) en centrale (2) spanten, evenals de nok (3), verschijnen er nieuwe elementen. De centrale steun (rek) of kop (4), die wordt ondersteund door de trekjes (5), verbindt de mauerlat diagonaal. Dit is een uitvoering van een rek dat niet op het metselwerk rust, maar op een element van het spantensysteem.
Versterkte spanten met dwarsbalken
Bij afwezigheid van centrale spanten en om de nokknoop met de kop (2) te versterken, wordt deze aangevuld door de dwarsbalken (3) die de tegenover elkaar geplaatste schuine spanten (1) in paren verbinden (zie de afbeelding hierboven).
Versterkingselementen
Voor meer sterkte en stijfheid van de constructie, vooral in een klimaat dat gevoelig is voor harde wind, of met een groot bouwoppervlak, en dus een grote lengte aan dakspanten, worden de belangrijkste structurele elementen aangevuld met verstevigingselementen.
Optie om de spantconstructie te versterken
Langs de as van het gebouw wordt een extra balk gesneden in de tegenoverliggende balken van de Mauerlat (1) – een bed (2). De basis van het ontwerp, zoals eerder, bestaat uit centrale (4), verkorte (spanten) (5) en schuine (3) spanten. Schuine spanten versterken de craniale staven (6), verankerd aan de bodem. Deze versterking is zowel voor de schuine benen als voor de vrouwen die erop leunen. De trekstangen (7) houden de tegenoverliggende spanten bij elkaar en dienen als basis voor het installeren van de stutten (8). Ze worden bovenop de Mauerlat en op het bed bevestigd en rusten erop.
Bij bijzonder grote lengtes dakspanten worden stutten gebruikt – steunen die niet verticaal zijn geplaatst, maar onder een hoek van 45-60 °. In de praktijk worden stutten geplaatst met een wandlengte van meer dan 9 m (voor een gevel of vierhelling).
Het systeem om de belangrijkste elementen te versterken, draagt ook bij aan het besparen van hout. De doorsnede van de hoofdelementen in een dergelijke structuur kan als verkleind worden beschouwd. Een andere manier om te besparen is de vorming van overhangen door de spanten te laten groeien die eindigen in een mauerlat, merrieveulen of planken van een kleinere sectie.
Overhangen met merrieveulen
Berekening van het spantensysteem van het schilddak
De volgende initiële gegevens worden als basis genomen voor de berekening:
- de lengte van het huis;
- breedte van het huis
- nok hoogte.
Overweeg de volgorde en formules van berekeningen op een voorwaardelijk voorbeeld, met behulp van het geometrische beeld van een schilddak (zie hierboven):
- huislengte: AB = DC = 9 m;
- huisbreedte: AD = BC = 8 m;
- de hoogte van de nok gelegen in het geometrische midden van het dak: KF = 2 m.
Berekening van de lengte van de spantelementen
1. Lengte van balken mauerlata.
- AB + DC + AD + BC = 9 + 8 + 9 + 8 = 34 m
2. Centrale spanten(exclusief overstekken). Ze zijn de hypotenusa van een rechthoekige driehoek, waarbij één been de hoogte van de nok is en de andere de helft van de breedte (8/2 = 4 m) of lengte (9/2 = 4,5 m) van het huis.
We herinneren ons de stelling van Pythagoras:
3. Schuine spanten(exclusief overstekken). Ze zijn de hypotenusa van een rechthoekige driehoek, waarbij het ene been de helft van de breedte of lengte van het huis is en het andere de overeenkomstige centrale dakspant. Voor een dak met een nok in het geometrische midden van het dak, zijn de lengtes van de schuine spanten hetzelfde.
4. Narodniks.De verkorte spanten zijn parallel aan de centrale geplaatst, met een spoed afhankelijk van de lengte van de spanten. Overweeg een tabel die is samengesteld rekening houdend met weerbelastingen voor de regio Moskou.
Tabel 1. Gegevens komen overeen met atmosferische belastingen in de regio Moskou
Spanten stap, cm Rafter lengte, m 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 215 100 x 150 100×175 100×200 100×200 100 x 250 100 x 250 – 175 75×150 75×200 75×200 100×200 100×200 100×200 100 x 250 140 75×125 75×125 75×200 75×200 75×200 100×200 100×200 110 75×150 75×150 75×175 75×175 75×200 75×200 100×200 90 50 x 150 50×175 50×200 75×175 75×175 75×200 75×200 60 40×150 40×175 50 x 150 50 x 150 50×175 50×200 50×200 Onze middenspanten zijn 4.472 m en 4.924 m lang, de spanten zullen korter zijn, dus u kunt naar de kolom kijken – 3,5 m.
Laten we de school onthouden en de eigenschappen van dergelijke driehoeken gebruiken om de lengte van de kralen te berekenen.
Als in de figuur AB de centrale spant is, dan is MN de spant, is AC de helft van de lengte van de muur (respectievelijk 4,0 en 4,5 m), is AM de trede afhankelijk van het aantal spanten. MC voor elke echtgenoot wordt afzonderlijk berekend.
- MN = (AB MC) / AC
We berekenen de opties voor het kiezen van de meest economische locatie van de verkorte spanten, waarvan de resultaten in een tabel worden samengevat.
Tabel 2. Berekening gezaagd hout voor vrouwen
Stap van de vrouwen, cm Bar sectie, mm Lange zijde bastaarden: AC = 4,5 m, AB = 4,472 m Mensen aan de korte zijde: AC = 4,0 m, AB = 4,9242 m nummer in halve helling AM, m lengte in halve helling, m volume hout voor twee hellingen, m3 nummer in halve helling AM, m lengte in halve helling, m volume hout voor twee hellingen, m3 215 100×175 1 2,25 2.356 0,165 1 2.0 2.461 0,172 175 75×200 2 1.5 2,981 + 1,491 0,268 1 2.0 2.461 0,148 140 75×175 2 1.5 2,981 + 1,491 0,235 2 1.333 3,282 + 1,641 0,258 110 75×150 3 1.125 3.354 + 2.236 + 1.118 0.302 3 1.0 3.693 + 2.462 + 1.231 0,332 90 50×175 4 0.9 3,578 + 2,683 + 1,789 + 0,894 0,313 3 1.0 3.693 + 2.462 + 1.231 0,259 60 40×175 6 0,643 3.834 + 3.195 + 2.556 + 1.917 + 1.278 + 0.639 0,376 6 0,571 4.218 + 3.515 + 2.812 + 2.109 + 1.406 + 0.703 0,413 Het is duidelijk dat de minder dure opties voor ons voorbeeld opties zijn met grote stappen. Er moet echter ook rekening worden gehouden met de vereisten voor het bevestigen van het dakbedekkingsmateriaal en de kosten van de lat. Vanuit dit oogpunt zal het antwoord niet zo duidelijk zijn..
Berekening van het dakoppervlak rekening houdend met overstekken
Omdat de vorige berekening werd uitgevoerd zonder rekening te houden met de overhang van de dakrand, die in ons voorbeeld wordt uitgevoerd met merrieveulen, zullen we dit deel van het dak opnieuw beschouwen als een eenvoudige geometrische figuur..
Overhangende dakranden
Laten we de lengte van de overhang (DC) gelijk nemen aan 0,5 m. Om het oppervlak van de helling te bepalen, gebruiken we opnieuw de kennis over de eigenschappen van dergelijke driehoeken:
- EF / BC = AG / AD
BC – 8 en 9 m voor respectievelijk korte en lange muren.
AD – 4.924 en 4.472 m voor respectievelijk korte en lange muren.
AG – 4.924 + 0.5 = 5.424 m en 4.472 + 0.5 = 4.972 m voor respectievelijk korte en lange muren.
- EF = (AG • BC) / AD
- EF = (5.424 x
/ 4.924 = 8.812 m – voor de korte zijde
- EF = (4.972 * 9) / 4.472 = 10.006 m – voor de lange zijde
De oppervlakte van de helling wordt berekend met de formule:
- S = (EF • AG) / 2
- S = (8,812 * 5,424) / 2 = 23,9 m2 – voor de korte kant
- S = (10,006 * 4,972) / 2 = 24,88 m2 – voor de lange zijde
Totale oppervlakte dakbedekking:
- 2 (23,9 + 24,88) = 97,56 m2.
Advies! Houd bij het berekenen van het materiaal rekening met het snijden, vooral als het plaatmateriaal is, zoals leisteen of golfkarton.
Aandacht! Het artikel behandelt de berekening van alleen de belangrijkste elementen van het spantensysteem, wat kan helpen bij het opstellen van een voorlopig budget voor de constructie.
Beste lezer, ik ben benieuwd of er tekeningen en een berekening beschikbaar zijn voor het “doe-het-zelf” schilddak en het spantensysteem. Kunnen jullie mij hier meer informatie over geven? Ik wil graag zelf aan de slag gaan, maar heb wel professionele begeleiding en berekeningen nodig. Alvast bedankt voor jullie hulp!