家修理プロファイルパイプからのキャノピーの予備計算、トラスの作成手順。積雪量の収集

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プロファイルパイプからのキャノピーの予備計算、トラスの作成手順。積雪量の収集

ポリカーボネートは、太陽光が透過する透明な屋根を備えた軽量構造を実現するのに理想的な素材です。原則として、フレームは異形パイプで作られています。構造全体が耐久性があるためには、正確に計算する必要があります。

フレームは何で構成されていますか?

キャノピーの計算を開始する前に、それがどのような要素で構成されているかを明確に理解する必要があります。そしてそれらはほんの数個しかありません。

ラックは、名前が示すように、天蓋全体を支える要素です。原則として、高さは2.2〜2.8メートルです。高さは固定方法によって異なります。地面にコンクリートで固められた住宅ローンにアンカーで取り付けられている場合、その高さは2.2メートルとみなされます。スタンドがコンクリートまたは埋設されている場合は、高さは2.8メートルとなります。

アーチとトラスは天蓋を強化するために使用されます。後者は 2 つにインストールされることがほとんどです。ただし、正確なアーチの数を知るには、天蓋を計算する必要があります。この値は構造の寸法によって異なります。

トラスは丸太を接続する構造要素です。

ポリカーボネートシートはガイドと呼ばれる構造要素に取り付けられています。これにはサーマルワッシャーが使用されます。それらの位置とステップ周波数は、支持サポート間の距離と（その厚さ）によって異なります。

キャノピー設置の段階

プロファイルパイプからキャノピーを正しく計算するには、プロセス全体を全体として理解することが役立ちます。それはいくつかの段階で構成されます。アーチは固定柱に取り付けられています。この場合、それらの間の角度は正確に 90 度である必要があります。結果として得られるセクションは、埋め込まれたアンカーに接続されます。トラスは同じサポートに取り付けられます。トラスとアーチの間の角度も直線 (つまり 90 度) です。フレーム製造の最終段階はガイドの固定です。それらはアーチの上部に取り付けられています。この時点でフレームの準備は完了です。塗装後はポリカーボネートシートを貼り付けます。

計算時に考慮すべき施工誤差

小屋の建設はしばしば間違いを伴います。それらは、構造のタイプの選択だけでなく、その結果として実行される計算にも影響します。

よくある間違いは、傾斜した日よけを選択することです。多くの場合、構造物は 2 本の柱で建てられ、風上側に傾斜しています。これは、永続的な使用 (たとえば、車の駐車用) にとって最適なオプションとは程遠いです。風向きが変わると危険が待っています。この場合のキャノピーは飛行機の翼にたとえることができます。地面との間に揚力が発生し、キャノピーが簡単に壊れてしまいます。たとえ4つの柱があったとしても、それが必ずしもあなたを救うとは限りません。

傾斜日よけは、構造物が建物に取り付けられている状況に適しています。自立式の傾斜日よけは曲線で作成する必要があります。しかも凸部は風「方向」を向いています。

キャノピーの種類

支持要素に応じて、キャノピーにはいくつかのタイプがあります。

別々に立っています。周囲全体に垂直サポートが取り付けられています。

梁で支えられており、建物の片側に取り付けられています。片面は支柱で支えられています。 2 つ目は建物の壁に取り付けられた梁の上にあります。

カンチレバーでサポートされています。ブラケットまたは住宅ローンが壁に取り付けられているという点で、以前のタイプとは異なります。

カンチレバー型のものは、完全に住宅ローンによって保有されています。通常、これらはドアの上にある小さな天蓋です。

各タイプのキャノピーの計算は、異なるスキームに従って実行されます。

オーニングの種類

設計に応じて、吊り下げ構造には 3 つのタイプがあります。

屋根が片側に傾斜しているモノピッチ。

2方向の傾斜を持つ切妻。

屋根が半円（円弧）状に作られたアーチ型。

データ収集

プロファイルパイプからキャノピーを計算するには、必要な情報を収集することから始める必要があります。次のデータが含まれている必要があります。

素材の特徴。

構造の目的。

デザインフォーム。

風雪荷重に関するデータ (特定の地域ごとに特別な表に表示されます)。

キャノピーの計算は、上記の情報を考慮して実行されます。式や計算も含まれます。誰もがそれらを理解できるわけではありません。最良の選択肢は、特別なプログラムと計算機を使用することです。今日、インターネット上にはそれらがたくさんあります。

入口の庇は片持ち梁式

カンチレバータイプのキャノピーはポーチのサイズによって異なります。規制文書の要件に従って、ドアの前の領域はドアの幅の 1.5 倍でなければなりません。ドアの平均幅は0.9メートルです。上部プラットフォームの最小サイズは 1.35 m (0.9 x 1.5 = 1.35) であることがわかります。この値は、推奨されるキャノピーの深さに相当します。

バイザーの幅に関しては、ここではすべてが簡単です。ドアの幅より0.6メートル大きく作られています。バイザーは両側に 0.3 メートル突き出る必要があります。

オーニングはこのように単純な方法で計算されます。標準値を使用して構造を計算すると、次の結果が得られます：深さ - 0.9〜1.35 m、幅 - 1.4〜1.8 m。

ドア上のカンチレバーで支えられたキャノピー

このタイプのひさしは、階段を覆うプラットフォーム全体に設置されます。敷地上の林冠の深さの計算は、前のオプションと同様に計算されます。ステップの上にあるパーツが追加されます。それはそれらの量に直接依存します。ステップごとに、約 0.25 ～ 0.32 m が追加されます。

幅は階段の幅によって異なり、両側に0.3メートルが追加されます。ドア前のステップの標準幅が0.8〜1.2メートルの場合、キャノピーの幅は1.1〜1.5メートルになります。

3 段の階段と標準サイズのプラットフォームを備えたオプションを考えてみましょう。深さは約 1.65 ～ 2.31 メートル (0.9 + 3 x 0.25 または 1.35 + 3 x 0.32) になります。同じ条件での幅は1.4〜1.8メートルです。次のように計算されます: 0.8 + 0.3 + 0.3 または 1.2 + 0.3 + 0.3。 2 つの計算オプションでは、標準パラメータの最小値と最大値が考慮されます。

建物に隣接した小屋

片側が家の隣にあるリーントゥキャノピーの計算は、垂直サポートの半分を差し引いて実行されます。もう 1 つの重要な点は、シートの接合部がプロファイルの上にある必要があることです。これは、ポリカーボネートシートのサイズに応じて、プロファイル間の距離を 1260、2050、または 2100 ミリメートルに維持する必要があることを意味します。樹冠の平均幅は 3 メートルです。このサイズなら車でも十分なスペースがあります。この幅のポリカーボネートはたわみます。彼には垂木システムが必要です。

まず、材料を計算します。このサイズの家に取り付けられたキャノピーには、6 つの垂直ライザーがあります。それらはすべて片側に配置されます。構造が自立型の場合、2 倍の数のサポート (つまり、各側に 6 つずつ 12) が必要になります。各垂木脚にサポートが取り付けられています。

シングルピッチ自立小屋

自立構造の計算では、降水によって運ばれる荷重を考慮する必要があります。三角形の形状にすると、デザインはできるだけ堅くなります。

キャノピーの計算は、従来から受け入れられている値を考慮して実行されます。 2.1 x 0.6 m で、屋根の幅は 6 メートル、長さは 10.6 メートルと見なされます。最も最適なオプション：斜面の高さは2.4メートル、垂木セクションは11です。このような状況では、6 つのプロファイル (標準長さ 6 メートル) が必要になります。三角形は 11 個ではなく、2 個しか作成できません。これにより、使用する材料の量が削減されます。このオプションは、降雨量が平均的な地域に適しています。

切妻天蓋の計算

計算原理はリーントゥ構造と似ています。主なことは、構造の剛性を達成することです。そして、これは同じ三角形を使用して行われます。最適な数は次のように計算されます。キャノピーの各リニアメーターは垂直プロファイルによって分割されます。結果として得られる長方形は 2 つの三角形に分割されます。

アーチ型構造の計算

アーチ型の天蓋は最も複雑な構造です。材料の必要性は屋根の凸面に直接依存します。これは、凸面が急であればあるほど、より多くの材料を費やす必要があることを意味します。

この場合、垂木システムでのみ保存できます。前に説明したキャノピーの寸法 (10.6 x 6 メートル) では、2 つまたは 3 つのシステム (端に 2 つ、中央に 1 つ) で十分です。残りの「脚」は円弧になります。端を接続する必要はありません。トラスの製造に使用される金属プロファイルは非常に耐久性があります。必要な剛性を確保できれば十分です。主なことは、トラスがライザーにしっかりと取り付けられていることです。

これらの寸法でアーチ型のキャノピーを作成する場合 (たとえば、自動車用)、次の材料が必要になります。

弧状に湾曲した6つのプロファイル、長さ6メートル。そのうち 3 つの端はジャンパーで接続されています。構造の剛性を高めるために、いくつかの三角形に分割することもお勧めします。

アーチごとに 2 つのサポート (各エッジの下) が必要です。つまり、合計 12 個 (2 x 6) 必要になります。

端に沿って、柱に沿って、屋根に沿って、縦梁が取り付けられています。合計で 6 つ必要になります。

主要構造要素の計算

キャノピーのパイプ断面の計算は、構造自体の高さと柱の数によって異なります。構造物のサイズが5メートルを超えない場合、断面6〜8センチメートルのパイプが選択されます。サイズが大きい場合は、ライザーの数を増やす必要があります。これを回避するには、断面の大きなプロファイルを選択します。例えば10センチとか。

外装のサイズは、ポリカーボネートの厚さとキャノピーのサイズによって異なります。プラスチックのシートの厚さが 1 センチメートルで、キャノピーのサイズが 6 x 8 メートルの場合、外装は 1 メートルずつ組み立てられます。これらの値は負荷に応じた値です。このために、荷重とポリカーボネートの厚さを考慮した特別なテーブルがあります。このテーブルの例を下の写真に示します。厚さ 6、8、10、16 ミリメートルのポリカーボネート用に設計されています。

アーチ型の天蓋を計算するには、トラスとその数を計算する必要があります。キャノピー全体の幅を決定するのはトラスの寸法です。それらを判断するには、次の情報を知っておく必要があります。

農場の寸法。

素材サイズ（ポリカーボネート）。

金属耐性。

要素を固定する方法（溶接、ボルト締めなど）。

負荷値（規制文書に従って）。

SNiP による鋼構造。

キャノピーのサイズは、材料のサイズに応じて選択されます。ポリカーボネートシートの長さが 6 メートルの場合、完全に使用されるか、2 つの部分に切断されます。もちろん、さらに細かくカットすることも可能です。しかし、これでは廃棄物が発生してしまいます。したがって、屋根の高さは 6 メートルまたは 3 メートルになります。個人の好みに応じて、任意の長さを選択できます。

バツ

バイザー素材の幅– 半円形の天蓋または天蓋を覆うために必要な被覆材の幅を決定できます。このパラメータを計算する機能を使用すると、バイザーの最適な寸法を選択し、工場出荷時のサイズの材料を最大限に活用できます。知ること バイザーエリア、構造をカバーするための材料を必要なだけ購入することができ、余分な費用を支払う必要はありません。計算機はキャノピーの屋根材のパラメータのみを計算し、フレームとその固定具（金属プロファイル、ボード、コンクリート、ハードウェア）を作成するために何がどれだけ必要かは計算しないことに注意してください。

バツ– キャノピーの幅は、ファサードに沿ったキャノピーの両端間の距離です。降水から保護するために、キャノピーの幅は正面ドアのサイズよりわずかに大きく選択する必要があります。可能であれば、各側に 500 mm の余裕を持たせて、ポーチの幅全体に天蓋を作成する必要があります。ただし、キャノピーの表面が大きいほど、冬にはより多くの雪が積もることになるため、構造が信頼できるものでなければならないことを覚えておく必要があります。バイザーの幅を選択するときは、SP 20.13330.2011「荷重と衝撃」を考慮する必要があります。

Y– 天蓋の高さ（これは半円形の天蓋のセグメントの高さを意味し、家の敷居を基準とした設置レベルではありません）、このパラメーターが大きいほど、カバーの材料の消費量が多くなります。

Z– キャノピーの長さ – ファサードからの距離は、あなたの希望と家の構造に応じて異なります。降水に対する保護のための最小の長さは 700 mm です。わずかな余裕を持ってポーチの寸法に焦点を当てることができます。キャノピーの長さが 2000 mm を超える場合は、自由端の下に追加のサポートを配置する必要があることに注意してください。

「白黒図面」オプションをチェックすると、GOST 要件に近い図面が得られ、カラーペイントやトナーを無駄にすることなく印刷できます。

計算結果とその用途:

バイザー素材の幅– 半円形の天蓋または天蓋を覆うために必要な被覆材の幅を決定できます。このパラメータを計算する機能を使用すると、バイザーの最適な寸法を選択して、工場出荷時のサイズの材料を最大限に活用できます。計算した上で バイザーエリア、キャノピーアーチの材料を必要なだけ購入することができ、余分な費用を支払う必要はありません。計算機はキャノピーアーチの屋根材のパラメータのみを計算し、フレームとその固定具（金属プロファイル、ボード、コンクリート、ハードウェア）を作成するために何がどれだけ必要かは計算しないことに注意してください。必要に応じて、小さな数値に等しい高さを指定できます。これにより、平らな天蓋を計算できるようになります。

ポリカーボネート製キャノピーの計算方法を理解するには、構造を明確に想像し、建物の計画または図面を作成する必要があります。一般に、ポリカーボネートパネルは総面積を定義する単なるカバーですが、これに加えて、ラックや垂木システムもあります。さらに、必要な材料には、接続、コーナーおよび端のプロファイル、固定材料、および (おそらく) 照明が含まれます。強くて耐久性のある構造を得るには、細部まで計算することが重要です。

キャノピーのポリカーボネートを計算する際に考慮すべきパラメーターは何ですか?

庭の敷地の曲がった屋根

ポリカーボネートの強度は、ガラス (200 倍)、プラスチック、ポリ塩化ビニルの同様の特性よりもはるかに高いことに注意してください。ただし、すべてのパネルが曲げられるわけではないため、その構造を考慮する必要があります (三角形のセルを持つシートは曲げることができません)。

ポリカーボネートを厚さで選ぶ

まず第一に、ポリカーボネート製のキャノピーを計算するには、パネルの厚さが依存する可能性のある機械的負荷（雪、風）を考慮する必要があります。モノリシックパネルの厚さは 2、3、4、5、6、8、10、12 mm であり、シートが機械的に壊れにくいため、「耐破壊性」と呼ばれます。

気泡ポリカーボネートの構造の違い

ハニカム構造は厚さだけでなくセルの構成も意味します。

SXは傾斜補強材を備えた5層25mmシートです。厚さは32mmも可能です。三角形のセルを備えたパネルは、湾曲した屋根には適していません。
SW - シートも5層で構成されており、ハニカムのみが長方形の形状をしています（リブは垂直に配置されています）。厚さは16～20mmの範囲です。
3X - シートは 3 層で、厚さは 16 mm、補強材の密度は調整可能です。
3H - 長方形構造の 3 層で作られています。パネルは 6、8、10 mm で製造されます。
2H は正方形のセルを持つ最も単純なシートです。シートは4、6、8、10mmで作られています。

モノリシック標準ポリカーボネートシート

ポリカーボネートのハニカム構造の厚さはわずか 2 mm しか変わりません。つまり、最も薄いセルシートが 4 mm、最も厚いセルシートが 32 mm の場合、すべての中間寸法は 2 の倍数になります。

ポリカーボネートシートの外周寸法

モノリシックポリカーボネートキャノピーの標準計算は、3050 × 2050 mm の寸法に従って行われます。必要に応じて、メーカーと合意してパネルの周囲を変更することもできますが、特注の場合は通常より費用がかかります。

気泡ポリカーボネートの標準サイズ

セルラーポリカーボネートの規格は 210x600 cm と 210x1200 cm の 2 つのパラメータで異なります。長いシートは、たとえば、接合部が側端に沿ってのみ行われる湾曲した屋根の集合駐車場など、広い天蓋に使用するのに便利です。また、ご要望に応じて1mから9mまでのカットも承りますが、カラーパネルのみとなります。

厚さが1.2 mmを超えないプロファイルシートもありますが、高さが5 cmに達する波のおかげで、強度が増加し、沈殿物が容易に排出されます。標準的な幅は126cm、長さは224cmです。

プロファイル（波形）ポリカーボネートシート

ひさしの種類と屋根の種類による材料の計算

波形シート、ポリカーボネート、またはその他の材料で作られた天蓋を計算するには、屋根の構成と支持フレームの種類を考慮する必要があります。このようなキャノピーは、シングルピッチ、切妻、湾曲（楕円形）の3つのタイプで作られています。最も複雑なのは曲がったタイプですが、全体の問題は動作ではなく製造にのみあります。

家に併設された物置

フレームの片側を家の壁で支える場合、角パイプで作られた天蓋の計算は、垂直支持の半分を差し引いたものになります。つまり、被覆材の片面が建物の壁に接しています。いずれの場合も、シートの接合部にはプロファイルが必要であるため、シート間の距離は126 cm、210 cm、または205 cmに維持されますが、これは外装全体がこれらのプロファイルのみで構成されることを意味するものではありません。

片側は家の壁に取り付けられています

いずれの場合でも、屋根の幅は車のパラメータに対応する必要があり、自由通路ができるようにこれは少なくとも3 mです。ただし、このような長さのプロファイルは変形 (たわみ) を引き起こすため、これを回避する必要があり、キャノピー用の垂木システムを作成する必要があります。

家の天蓋を計算する場合、片側のみで6つの垂直サポートが必要になりますが、構造が自律型の場合は、2倍のライザー、12個が必要になります。ここでの原則は次のとおりです。各垂木脚の両側にサポートを取り付ける必要がありますが、片側が建物に取り付けられている場合、そこにはライザーは必要ありません。

さらに、梁は長さに沿って設置されており、幅6メートルの場合、オーバーハングの端に2つ、柱に沿って2つ、屋根の中央に2つ、合計6つの部分が必要になります。キャノピーの長さが 10.5 m の場合、10.5*6 = 63 m、または 63/6 = 11 個のプロファイルになります。気泡ポリカーボネートの端は、端のプロファイルで詰まっています。

傾いた建物の寸法を含む図面

自立式キャノピーの計算

庭の天蓋を計算するには、その幅と長さだけでなく、冬に降る降水量も考慮する必要があります。実際、雪は強い機械的負荷を与えるため、何らかの方法で抑制する必要があります。フレームに剛性を与えるための最も最適なオプションは三角形です。これは遊びを提供しない唯一の幾何学的図形です。

計算するには、従来の屋根の幅 6 m、長さ 10.6 m、幅 2100 × 600 mm のポリカーボネートを使用します。垂木は、60x40 mmのパイププロファイルまたは100x50 mmの木の板から作ることができます。もちろん、金属プロファイルは木材よりも優れており、その耐用年数には、近い将来において事実上制限がありません。

垂木構造の原理

上の図は、斜面の上部が240 cmで、垂木構造が11個の三角形で構成されている設計を示しています。これが最良のオプションです。金属プロファイルの長さは通常 6 m であるという事実を考慮すると、幅はわずかに小さくなりますが、垂直および傾斜ジャンパーを考慮して、垂木脚ごとに 6 つのプロファイルが必要になります。合計で垂木が6本とポリカーボネートシートが5枚必要になります。

もちろん、上の写真に示すように、金属を節約して三角形を 2 つだけ作ることもできます。この場合、キャノピーフレームの計算は垂木脚ごとに少なくとも2つのプロファイル分減りますが、6つのプロファイルがある場合、これはすでに12のプロファイルになります。ただし、平均的な降水量の場合、これで十分です。金属を節約しながら、予算内で傾斜した林冠を計算できます。

シングルピッチ自律設計

切妻カーポート

切妻屋根の場合、金属製の天蓋フレームの計算は単ピッチ屋根の計算と非常に似ており、剛性は同じ三角形によって作成されます。このようなキャノピーは通常、幅が6メートルを超える大きな駐車場用に作られています。つまり、数台の車やバスを駐車できるスペースがあります。

ポリカーボネートを取り付ける原則は変わりません。各ジョイントにはプロファイルが必要であり、この場合、これらは垂木脚です。三角形の数は構造の剛性に直接影響します。三角形の数が多いほど優れています。最良のオプションは次のとおりです。各リニアメーターは垂直方向のプロファイルで分割され、この図は対角線で2つの三角形に分割されます。

切妻キャノピーの設置原理

金属製の天蓋を計算するには、屋根の寸法をすぐに決定する必要があります。たとえば、10.6 × 6 mの同じオプションを検討できます。ここでカバーするには5枚のシートも必要ですが、それらは必要になります。半分に切り、中央で尾根の輪郭で接続します。金属製の垂直支柱の数は垂木の数の 2 倍であり、6 つの場合は 12 個のライザーが必要になります。

ここではさらに縦方向の梁が必要です - 7 本 - リッジビームが追加されます。合計：

オーバーハングのエッジに沿った 2 つのプロファイル。
柱に2つ。
2 サポートとリッジの間。
1 – スケートの上で。

切妻構造のスキーム

縦方向のビームを部分に変換すると、10.5 * 7/6 = 12.25、つまり 6 メートルのプロファイルが 13 個になります。このような梁の断面は垂木と同じ（通常60×40 mm）ですが、ライザーの場合は80〜100 mmのパイプまたは同様の断面のパイププロファイルが使用されます。

切妻屋根の利点は、天蓋の金属構造の計算がより経済的になることです。ジャンパーが付いた 2 本の垂木脚はすでに三角形を形成しており、中央で 2 つの部分に分割できます。その結果、水平（底）辺がそれぞれ 3 m の 2 つの図形が得られます。

湾曲したキャノピーの材料の計算

湾曲した屋根を持つ天蓋を自分で計算することは、ここでの多くがその凸性に依存するため、より困難になります。つまり、曲がりが急であればあるほど、より多くの材料が消費されます。ただし、同じ寸法（長さ 10.5 メートル、幅 6 メートル）から始めることもできますが、ここでの幅は曲げにより狭くなります。

湾曲したカーポート

この設計の明らかな利点は、垂木システムを組み立てる際の材料の節約です。所定の寸法では、端と中央の 2 つまたは 3 つの垂木システムだけで済みます。写真のように、他のすべての脚は下部ジャンパーなしで単純に円弧の形に作られています。 2 つのサポートに取り付けられた湾曲した金属プロファイル自体が剛体を表しており、ここでの唯一の問題はライザーを適切に固定することです。

この場合、カーポートのデザインは6つの曲がった6メートルのプロファイルで構成され、そのうちの2つまたは3つはジャンパーを備えており、いくつかの三角形に分割されます。各アークにはサポートも必要です。つまり、サポートが 12 個存在することになります。縦方向のビームは 6 本で十分です。

2 オーバーハングの端に沿って。
柱に2つ。
屋根に沿って2本。

アーチ型のキャノピーデザイン

合計で、12*10.5/6=21 と、さらに 4 つのジャンパープロファイルが得られます。

キャノピーが狭いほど消費される材料が少なくなるのは当然のことですが、ここではポリカーボネートの長さを考慮することが重要です。つまり、6メートルのシートを扱う場合は、無駄がないように完全に使用するか、半分に切断して使用する必要があります。この場合、屋根の幅は6mまたは3mとなり、長さは必要に応じて調整されます。

その結果、最も複雑なオプションではありますが、キャノピーの最も経済的な設計は湾曲した屋根を使用することになると言えます。ただし、このような設計では金属プロファイルを節約できるため、ここでの利点は明らかです。

計算プロセス中に問題が発生した場合は、特別なプログラムや専門サービスを利用できます。

金属構造の計算は、多くの建築業者にとって障害となっています。街路の天蓋用の最も単純なトラスの例を使用して、荷重を正しく計算する方法を説明し、高価な機器を使用せずに自己組み立てするための簡単な方法も共有します。

一般的な計算方法

トラスは、固体耐荷重ビームの使用が現実的でない場合に使用されます。これらの構造は、部品が正しく配置されているため、変形することなく衝撃を吸収する安定性を維持しながら、空間密度が低いことが特徴です。

構造的には、トラスは外部弦材と充填要素で構成されます。このような格子の操作の本質は非常に単純です。各水平 (条件付き) 要素は、断面が不十分なために全荷重に耐えることができないため、2 つの要素がそのような格子の主影響 (重力) の軸上に配置されます。それらの間の距離により、構造全体の十分に大きな断面積が確保される方法です。さらに簡単に説明すると、荷重吸収の観点からトラスは固体材料であるかのように扱われ、充填材は計算された適用重量のみに基づいて十分な強度を提供します。

プロファイルパイプで作られたトラスの構造: 1 - 下弦。 2 - 中括弧。 3 - ラック。 4 - サイドベルト。 5 - 上部ベルト

このアプローチは非常にシンプルであり、単純な金属構造の構築には十分すぎることがよくありますが、大まかな計算では材料の消費量が非常に多くなることがわかります。電流の影響をより詳細に考慮すると、金属の消費量を 2 倍以上削減できます。このアプローチは、軽くてかなり剛性の高いトラスを設計して組み立てるという私たちの作業に最も役立ちます。

キャノピーのトラスの主なプロファイル: 1 - 台形。 2 - 平行ベルト付き。 3 - 三角形。 4 - アーチ型

まず、ファームの全体的な構成を決定する必要があります。通常、三角形または台形の輪郭を持っています。ベルトの下部要素は主に水平に配置され、上部の要素は傾斜しており、屋根システムの正しい傾斜を確保します。ベルト要素の断面と強度は、構造が既存の支持システムで自重を支えることができる程度に選択する必要があります。次に、垂直ジャンパと斜め接続を任意の数追加します。相互作用のメカニズムを視覚化するには、デザインをスケッチ上に表示し、すべての要素の実際の寸法を示す必要があります。次に、女王陛下の物理学が登場します。

複合的な影響と支援反応の決定

学校の力学コースの静力学のセクションから、力とモーメントの平衡という 2 つの重要な方程式を取り上げます。これらを使用して、ビームが置かれているサポートの反応を計算します。計算を簡単にするために、サポートがヒンジで固定されている、つまりビームとの接触点に剛な接続 (埋め込み) がないものとみなします。

金属トラスの例: 1 - トラス; 2 - 被覆ビーム; 3 - 屋根ふき

スケッチ上では、適用される荷重の集中点がこれらの場所に配置される必要があるため、最初に屋根システムの外装のピッチをマークする必要があります。通常、ブレースの収束ノードは荷重の適用点に位置するため、荷重の計算が容易になります。屋根の総重量と天蓋内のトラスの数がわかれば、1 つのトラスにかかる荷重を計算するのは難しくありません。また、集中点に加えられる力が等しいか異なるかは、被覆均一係数によって決まります。ちなみに、後者は、天蓋の特定の部分で1つの被覆材が別の被覆材に置き換えられた場合、通路のはしご、またはたとえば雪の荷重が不均一に分布している領域がある場合に可能です。また、トラスの上部の梁に丸みがある場合、トラスのさまざまな点への影響は不均一になります。この場合、力の作用点はセグメントで接続され、円弧は破線として考慮される必要があります。

すべての有効な力がトラスのスケッチ上に示されたら、サポートの反力の計算に進みます。それらのそれぞれに関して、農場は、それに対応する影響の合計を備えたレバーとしてのみ表すことができます。支点における力のモーメントを計算するには、各点の荷重 (キログラム) と、この荷重を加えるアームの長さ (メートル) を掛ける必要があります。最初の方程式は、各点での影響の合計がサポート反応に等しいことを示しています。

200 1.5 + 200 3 + 200 4.5 + 100 6 = R 2 6 - 節点に関する平衡モーメント方程式あ、ここで 6 m は腕の長さです)
R 2 = (200 1.5 + 200 3 + 200 4.5 + 100 6) / 6 = 400 kg

2 番目の方程式は平衡を決定します。2 つのサポートの反応の合計は適用された重量と正確に等しくなります。つまり、一方のサポートの反応がわかれば、もう一方のサポートの値を簡単に見つけることができます。

R 1 + R 2 = 100 + 200 + 200 + 200 + 100
R1 = 800 - 400 = 400kg

ただし、誤解しないでください。てこの原理がここでも適用されるため、トラスがサポートの 1 つを超えて大幅に伸びている場合、この場所の荷重は重心からトラスまでの距離の差に比例して大きくなります。サポートします。

力の微分計算

一般的なものから具体的なものに移りましょう。次に、農場の各要素に作用する力の定量的な値を確立する必要があります。これを行うために、各ベルトセグメントと充填インサートをリストにリストし、それぞれをバランスの取れたフラットシステムとして考慮します。

計算を容易にするために、トラスの各接続ノードはベクトル図の形式で表すことができ、影響のベクトルは要素の長手方向の軸に沿って存在します。計算に必要なのは、ノードに集まるセグメントの長さとそれらの間の角度を知ることだけです。

サポート反応の計算中に、既知の値の最大可能数が確立されたノードから開始する必要があります。最も外側の垂直要素から始めましょう。その平衡方程式は、収束する荷重のベクトルの合計がそれぞれゼロであることを示し、垂直軸に沿って作用する重力に対する抵抗はサポートの反力と同等であり、等しいです。大きさは違いますが、符号は反対です。取得された値は、特定のノードに作用する合計支持反力の一部にすぎないことに注意してください。残りの荷重はベルトの水平部分にかかります。

結び目 b

-100 + S1 = 0
S1 = 100kg

次に、ベルトの垂直セグメントと水平セグメント、および傾斜ブレースが収束する最下位のコーナーノードに進みます。垂直セグメントに作用する力は前の段落で計算されました。これは、押す重量とサポートの反力です。傾斜した要素に作用する力は、この要素の軸を垂直軸に投影して計算されます。サポートの反力から重力の影響を差し引き、「正味」の結果を角度の正弦で割ります。ブレースが水平に対して傾いていること。水平要素にかかる荷重も投影によって求められますが、水平軸上にあります。取得した傾斜要素の荷重にブレースの傾斜角の cos を掛けて、ベルトの最も外側の水平セグメントにかかる衝撃の値を取得します。

結び目ある

-100 + 400 - sin(33.69) S 3 = 0 - 軸の平衡方程式で
S 3 = 300 / sin(33.69) = 540.83 kg - ロッド 3 圧縮された
-S 3 cos(33.69) + S 4 = 0 - 軸の平衡方程式バツ
S 4 = 540.83 cos(33.69) = 450 kg - ロッド 4 伸びた

したがって、節点から節点に順次移動し、それぞれの節点に作用する力を計算する必要があります。逆方向の影響ベクトルはロッドを圧縮し、その逆も同様であることに注意してください。それらが互いに反対方向を向いている場合はロッドが伸長します。

要素のセクションの定義

ファームの有効荷重がすべてわかったら、要素の断面積を決定します。すべての部品で同じである必要はありません。ベルトは伝統的に、充填部品よりも大きな断面を持つ圧延製品から作られています。これにより、設計に安全マージンが確保されます。

どこ： F tr は伸長部分の断面積です。 N- 設計荷重による力; ライ γs

鋼部品の破壊荷重ですべてが比較的単純な場合、圧縮ロッドの計算は強度のためではなく、安定性のために実行されます。これは、最終結果が定量的に低くなり、したがって臨界値とみなされるためです。オンライン計算機を使用して計算することも、ロッドが全長のどの部分を曲げることができるかを決定する長さ減少係数を事前に決定しておき、手動で計算することもできます。この係数はロッドのエッジを固定する方法によって異なります。端部溶接の場合、係数は 1 であり、「理想的な」剛性ガセットの存在下では 0.5 に近づくことがあります。

どこ： F tr は圧縮された部分の断面積です。 N- 設計荷重による力。 φ — 圧縮要素の長手方向の曲げ係数 (表から決定)。ライ— 計算された材料の抵抗。 γs— 労働条件の係数。

また、軸方向慣性モーメントの平方根を断面積で割ったものとして定義される、最小慣性半径も知る必要があります。軸方向モーメントは断面の形状と対称性によって決まります。この値は表から取得することをお勧めします。

どこ： 私は×- セクションの回転半径; ジェイ×— 軸方向の慣性モーメント; F tr は断面積です。

したがって、長さ（減少係数を考慮して）を最小回転半径で割ると、柔軟性の定量的な値を得ることができます。安定したロッドの場合、荷重を断面積で割った商が、許容圧縮荷重と座屈係数の積を下回ってはいけないという条件が満たされます。座屈係数は、特定のロッドの柔軟性と座屈係数によって決まります。その製造の材料。

どこ： lx- トラスの平面における設計長さ。 私は×— x 軸に沿ったセクションの最小回転半径。私は- トラスの平面からの推定長さ。私は— Y 軸に沿ったセクションの最小回転半径。

トラスの動作の本質全体が反映されるのは、安定性のための圧縮ロッドの計算にあることに注意してください。要素の断面が安定性を確保するには不十分な場合、締結システムを変更してより細かい接続を追加する権利があります。これによりトラスの構成が複雑になりますが、より少ない重量でより大きな安定性が得られます。

農場用の部品を作る

トラスアセンブリの精度は非常に重要です。ベクトル図法を使用してすべての計算を実行したためです。ご存知のとおり、ベクトルは完全に真っ直ぐであることしかできません。したがって、要素の不適切な取り付けによる曲率によって生じるわずかな応力によって、トラスが非常に不安定になります。

まず、外側のベルト部分の寸法を決める必要があります。下のビームですべてが非常に単純であれば、上のビームの長さを見つけるには、ピタゴラスの定理または辺と角度の三角比を使用できます。アングル鋼や異形パイプなどの材料を扱う場合は、後者が適しています。トラスの斜面の角度がわかっている場合は、パーツのエッジをトリミングするときに修正することができます。ベルトの直角は 45° でトリミングすることによって接続され、傾斜したベルトはジョイントの片側の傾斜角を 45° に加算し、もう一方の側からそれを減算することによって接続されます。

詰め物の詳細は、ベルトの要素と同様に切り取られます。主な問題は、トラスが厳密に標準化された製品であるため、その製造には正確な詳細が必要になるということです。衝撃の計算と同様に、各要素を個別に考慮してトーイン角度を決定し、それに応じてエッジのカット角度を決定する必要があります。

多くの場合、トラスはラジアストラスで作成されます。このような構造では計算方法がより複雑になりますが、より均一な荷重認識により構造強度が向上します。充填要素を丸くすることに意味はありませんが、これはベルト部品には非常に当てはまります。通常、アーチ型トラスは、充填ブレースの収束点で接続されたいくつかのセグメントで構成されており、設計時に考慮する必要があります。

ハードウェアまたは溶接での組み立て?

結論として、溶接によってトラスを組み立てる方法と取り外し可能な接続を使用してトラスを組み立てる方法の実際的な違いを概説するとよいでしょう。まず、要素の本体にボルトやリベット用の穴を開けることは、要素の柔軟性に実質的に影響を及ぼさないため、実際には考慮されていないという事実から始める必要があります。

トラス要素を固定する方法に関しては、ガセットが存在するとロッドの曲げ可能な部分の長さが大幅に減少し、そのためロッドの断面が小さくなる可能性があることがわかりました。これは、トラス要素の側面に取り付けられたガセット上でトラスを組み立てる利点です。この場合、組み立て方法に特別な違いはありません。溶接シームの長さは、節点の集中応力に耐えるのに十分であることが保証されます。

ガセットのない要素を接合してトラスを組み立てる場合は、特別なスキルが必要です。トラス全体の強度は最も強度の低いユニットによって決まるため、少なくとも 1 つの要素の溶接に欠陥があると、構造全体の破壊につながる可能性があります。溶接スキルが不十分な場合は、クランプ、コーナーブラケット、オーバーレイプレートを使用してボルトまたはリベットで組み立てることをお勧めします。この場合、各要素は少なくとも 2 点でアセンブリに取り付けられている必要があります。

キャノピーは単純な構造とは言えないため、一定量の材料を購入する前に正確な見積もりが必要です。支持フレーム構造は、あらゆる荷重に「耐える」必要があります。計算が間違っていると、降水や強風によって天蓋が崩壊します。

したがって、専門的な計算を行うには、積雪荷重の影響を計算し、トラスを計算し、天蓋の図面を提供する設計エンジニアの助けが必要です。天蓋が家の延長ではなく別の構造物である場合、天蓋の計算はさらに困難になります。

簡易街路屋根は柱、梁、トラス、カバーで構成されているため、これらの材料を考慮する必要があります。

柱

これらの支持要素を計算するとき、天蓋の高さと支持のための柱の数が考慮されます。たとえば、2〜5メートルの構造物を計画する場合、断面60〜80 mmの太いパイプが使用されます。キャノピーの寸法が大きいことが判明した場合は、オプションとして、柱の数を増やさないように、100x100mmのパイプを使用します。