Схема расчетов размеров дверного проема и высоты арки. Отделка существующего проема в капитальной стене (панели, кирпич, блоки)

Схема расчетов размеров дверного проема и высоты арки. Отделка существующего проема в капитальной стене (панели, кирпич, блоки)

Планировка дома может предполагать несколько вариантов ширины и высоты проема. Ниже приведены три типа классических арок для разных габаритов.

При этом следует соблюдать допустимое расстояние от верхней точки арки до уровня чистового потолка.

Уменьшение этого расстояния допустимо только в легких каркасных конструкциях и только с распределенной опорой перекрытия на каркас. В противном случае нагрузка от перекрытия на несущую стену окажется чрезмерной, может произойти провисание потолочной плиты или балок, разрушения участка стены или перекрытия.

В зависимости от существующих размеров проема и допустимого уменьшения расстояния от его верхней точки до потолка выбирается полуциркульная (справа) или лучковая (слева) форма дуги. Учитывается также возможность изгиба гипсокартонных листов (только в продольном направлении), для обычных панелей допустим изгиб с радиусом 300…1000 мм и более, на радиус сгиба влияет толщина листа. Чем тоньше лист, тем больше возможность изогнуть его желаемым образом.

После того, как размер арки и проема установлены, выполняется эскизный набросок будущей конструкции с указанием положения стоек и распорок каркаса, габаритами листов гипсокартона и размещением крепежа.

Сделать проем-арку своими руками можно без использования арочного профиля, применяя обычный с надсечками.

При расчете следует учитывать наличие или отсутствие боковых профилей, укрепляющих проем с обоих сторон и, соответственно, количество листов. Таким образом, для полуциркульной конструкции с усилением проема до самого низа с обеих сторон потребуется при начальном размере проема 900х2000 мм:

• прямые стойки (профиль угловой ПУ31/31 или стоечный ПС50/50) – 2000х4+900х2=9800 мм (округляем до 2 м);
• профиль радиусный (арочный) CD60 по длине арки с небольшим запасом – πх450х2=2 826 мм, округляем до 3 м. Вместо арочного можно использовать ПС50/50 той же длины, надсекая его боковые планки с шагом 30…50 мм;
• листы гипсокартона (для ширины стены в месте проема 250 мм) – 3 000х250 мм для арочной части (лучше специальную разновидность ГКЛ с продольными пазами), раскрой только в продольном направлении, и две планки длиной 2 000-450 = 1 550 мм с шириной 250 мм;
• также необходимо два (или четыре, в зависимости от конструкции) прямых подвеса для крепления арочного профиля или соответствующее количество соединительных элементов;
• дюбели для фиксации профиля к дверному проему, саморезы для крепления ГКЛ к профилю.

Расчет арки онлайн калькулятор. Расчет снеговой и ветровой нагрузки на арочный навес

По правилам, чтобы рассчитать арочный навес, нужно не только сделать расчет нагрузки на кровлю и подобрать под нее марку профлиста или поликарбоната, но и посчитать стальной каркас навеса по. На практике этого обычно не делают, поскольку стандартные опоры из круглой или профильной трубы 80×80 мм или 100×100 мм и профили 40×40 мм для каркаса самой арки выдерживают намного большую нагрузку, чем необходимо. Во всяком случае, дляв южных и центральных регионах. Любые конструкции для северных территорий, а также большие навесы нужно рассчитывать по всем правилам, поскольку типовые решения для них не подходят.

Другое дело — снеговая и ветровая нагрузка. Тем более что такой расчет арки навеса при простой сводчатой кровле несложен. Эти нагрузки считаются по, а если точнее — по разделам 10 и 11 этого норматива.

Снеговая нагрузка на арочный навес

Снеговая нагрузка считается по формуле:

где:

c_e — коэффициент сноса снега с крыш зданий, который для большинства некупольных крыш будет равен 1 .

c_t — термический коэффициент, который для зданий без повышенных теплопотерь через крышу равен 1 .

S_g — нормативное значение веса снегового покрова на 1 м² , который зависит от места строительства, кг/м²:

μ — коэффициент, зависящий от формы крыши.

Для арочных кровель коэффициент μ рассчитывается по одной из двух схем:

Схемы расчета снеговой нагрузки на навес с арочной кровлей: для арки с круговым сечением (слева) и для стрельчатой арки (справа)

Первая схема — для арок, в которые можно вписать окружность. Вторая — для стрельчатых арок.

Но не спешите ужасаться. Если вы делаете расчет арочного навеса из поликарбоната или профнастила ради выбора толщины и марки кровельного материала, коэффициент μ нужно просто взять равным 1 . Не разбираясь с углами и касательными. Сейчас объясним почему.

Коэффициент μ для круговой арки считается для двух ситуаций:

• при равномерно распределенном снеговом покрове: μ₁=cos(1,5α) по варианту 1;
• при неравномерно распределенной нагрузке с образованием снеговых мешков: μ₂=sin(3α) по варианту 2.

При этом учитывается наибольшая нагрузка.

Коэффициент μ₁ вычисляют в каждой точке кровли, выбирая наибольший. Для арочных кровель с круговым сечением (когда в свод можно вписать окружность, даже если крыша будет лишь небольшой ее частью) μ₂ вычисляют в точках, где α=30° и α=60° , а также в крайнем сечении покрытия. Порядок расчета стрельчатых арочных крыш отличается, но принцип такой же: вычисляют несколько значений μ и выбирают наибольшее.

Все это важно только в тех случаях, когда речь идет о проектировании зданий, ангаров и других крупных сооружений с арочными кровлями. Ну и для тех, кто делает расчет арочных навесов не только ради выбора, но и для подбора сечения профиля и структуры фермы. Для этого нужно знать нагрузку в каждой точке кровли.

Пример

Покажем, как рассчитать полукруглый навес из профнастила с шириной кровли 4 м , в свод которой можно вписать окружность радиусом 2,5 м . В этом случае точки с α=60° нет, в крайнем сечении этот угол равен 53,13° .

По коэффициенту μ₁ все очевидно — наибольшее значение у косинуса при угле, равном 0° , то есть в вершине дуги, где касательная совпадает с осевой линией. В этом случае μ₁=cos(1,5×0°)=1 . В крайних точках μ₁ будет наименьшим и равно μ₁=cos(1,5×53,13°)=0,179.

Коэффициент μ₂ считаем в двух точках — крайней и при α=30° :

Итого, независимо от метода расчета и радиуса арки, коэффициент μ все равно берем равным 1 .

Проще говоря, когда мы делаем расчет арочного навеса для установки его во дворе дома, то приходим к частному случаю, при котором S₀=S_g. Нормативный вес снегового покрова по районам приведен в таблице ниже.

Причина выбора наибольшего коэффициента μ , несмотря на то что его значения в разных точках арки отличаются в несколько раз, проста: на кровлю обычно укладывают один и тот же материал, и он должен держать нагрузку в любой точке. Поэтому его подбирают по самой большой нагрузке, даже если она возникает всего в одном месте крыши. А вот когда нужно сделать расчет арки навеса из профтрубы, разница в нагрузке в разных точках кровли приобретает большое значение. От этого зависит толщина стенок и сечение профильных труб, а также конфигурация ферм. В этом случае их тоже можно взять с запасом, и для небольших построек так и делают. Но для промышленных и коммерческих строений, вроде ангаров или складов, такой подход значительно, в 1,5–2 раза увеличивает себестоимость строительства.

Пример

Снеговая нагрузка на полукруглый навес из профнастила, который устанавливают во дворе дома в Подмосковье (III снеговой район), будет равна 1,5×101,97=152,955 кг/м².

Расчет арки из профильной трубы онлайн. Проекты металлического навеса из профильной трубы и поликарбоната, их эскизы и чертежи

Перед созданием навеса арочной формы своими руками делается чертеж и расчет всех элементов и узлов крепления.

Арочный навес из поликарбоната

Чертеж и проект помогут решить вопросы относительно номенклатуры и количества приобретаемых строительных материалов, интерьера и экстерьера металлической конструкции и дизайна всего участка.

Чертеж навеса из поликарбоната

Поэтому содержание проекта представляет собой:

• Расчет прочности опор и ферм;

• Расчет сопротивления крыши ветровой нагрузке;

• Расчет нагрузки на кровлю в виде снега;

• Эскизы и общие чертежи металлического навеса арочной формы;

• Чертежи основных элементов с их габаритами;

• Проектно-сметная документация с расчетом количества и стоимости стройматериалов.

Основа конструкции металлического навеса по чертежу — стропильная ферма. Расчет формы, толщины, сечения и расположение откосов фермы сложен. Главные элементы фермы — пояса верхнего и нижнего вида, образующие пространственный контур. Сборка арочной фермы для навеса производится по арочным балкам. Особенность арочной фермы — минимизация изгибающих моментов в конструктивных поперечных сечениях. При этом материал арочной конструкции сжимается. Поэтому производимые чертеж и расчеты осуществляются по упрощенной схеме, где кровельная нагрузка, нагрузка крепежной обрешетки и снежной массы равномерно распределяются всей площади.

Проект навеса из поликарбоната

Проект навеса и его чертеж включают в себя следующие расчеты:

• Реакция горизонтальных и вертикальных опор, напряжение в поперечных направлениях, что повлияет на подбор сечения несущего профиля;

• Кровельные снеговые и ветровые нагрузки;

Районирование территории РФ по расчетному значению веса снегового покрова

• Сечение внецентренно сжатой колонны.

Расчет длины дуги арки. Калькулятор расчета радиуса лучковой арки

Согласитесь, очень элегантно в интерьере или в оформлении территории участка смотрятся арочные конструкции. Их широко применяют при кладке печей и каминов, уличных комплексов барбекю, при оформлении проходов между комнатами, при строительстве заборов, беседок и других сооружений. Но качественно выложить арку – задача весьма непростая, требующая немалой сноровки и обязательной выверки каждого производимого действия.

Калькулятор расчета радиуса лучковой арки

Чтобы арка не получилась непрочной или перекошенной, необходимо строго контролировать ее размерные параметры. Определиться с некоторыми из них – проблем особых нет: например, ширина проема легко промеряется или задается заранее, высоту свода обычно выбирают, исходя из дизайнерской задумки или доступности свободного места. Но как точно определить радиус той дуги, что будет задавать нижний свод арки? Нет никаких проблем, если арка полуциркульная, то есть составляет ровно половину окружности – ее радиус в этом случае равен половине ширины проема. А как быть с лучковой?

Цены на кирпич

кирпич

Предлагаем не искать геометрические формулы в интернете, а применить размещенный в данной публикации калькулятор расчета радиуса лучковой арки. Несколько пояснений будут даны ниже.

Калькулятор расчета радиуса лучковой арки

Пояснения по проведению расчета

Для возведения арки обычно заранее готовят шаблон – так называемое кружало. Чтобы оно в точности соответствовало необходимой «геометрии», без знания радиуса дуги, образующей свод арки, никак не обойтись. Кроме того, необходимо, чтобы линии швов между кирпичами, создающими арочный свод, сходились точно в одной точке – в центре той окружности, частью которой является дуга. Для этого в этом центре забивают гвоздь, к нему привязывают нитку, и по ней выверяют правильность направления каждого шва кладки. Но чтобы безошибочно наметить этот центр, опять же не обойтись без значения радиуса.

Все швы, между кирпичами, образующими арочный свод, должны «смотреть» в одну центральную точку, и это обязательно при кладке контролируется натянутой из этого центра ниткой

Итак, обычно в распоряжении мастера имеются две «стартовых» величины:

Схема, которая поможет правильно определиться с исходными размерными параметрами арки

L – так называемая длина арки, то есть расстояние между ее крайними точками по горизонтали. Обычно это будет ширина дверного проема или, например, ширина каминного топочного окна.

Н – высота арки, то есть расстояние по вертикали от горизонтальной линии (хорды), соединяющей ее крайние нижние точки, и самой верхней точкой свода.

Существует геометрическая зависимость, по которой, основываясь на этих двух величинах, можно точно рассчитать и радиус дуги, задающей нижний свод арки ( R ). Эта формула заложена в предлагаемый калькулятор.

Необходимо всего лишь последовательно указать на слайдерах значения длины и высоты арки – и программа сразу даст ответ с точностью до миллиметра.

Внимание – исходные данные указываются также в миллиметрах.

Сложно ли построить камин для дома самостоятельно?

Безусловно, это задача повышенного уровня сложности, но если есть навыки в выполнении качественной кирпичной кладки, то почему бы не попробовать? Возьмите, например, несложную схему-порядовку, которая приведена в статье нашего портала, посвященной выбору и строительству дровяных каминов для дома .

Расчет статически определимой арки.

Аналогично можно вычислить характерные значения линий влияния внутренних усилий в сечении К₂ , расположенном справа от шарнира С, учитывая при этом, что

В заключение отметим другой способ вычислений характерных значений линий влияния, изложенный в , который основан на определении положения так называемых нулевых точек линии влияния.

2. ПРИМЕР РАСЧЁТА ТРЁХШАРНИРНОЙ АРКИ

Для трёхшарнирной арки, очерченной дугой окружности, расчётная схема которой представлена на рис. 6, требуется:

а) построить эпюры внутренних усилий;

б) построить линии влияния внутренних усилий в сечениях 2 и 9, используя различные способы;

в) загрузить линии влияния в сечении 9 заданной нагрузкой, результаты загружения сравнить со значениями на эпюрах внутренних усилий.

Решение задачи выполняем в такой последовательности.

2.1. Определяем реакции опор и строим эпюры поперечных сил и изгибающих моментов в заменяющей балке (рис. 7).

Рис. 6

Рис. 7

Проверка:

т.е. реакции определены правильно.

Эпюру поперечных силпостроим по «скачкам» под сосредоточенными силами, начиная с, и «спускам» на участках с равномерно распределённой нагрузкой q на величину равнодействующей.

Эпюру изгибающих моментов M ⁰ построим, используя интегральную зависимость

где– изгибающий момент в конце рассматриваемого участка; d – длина участка; – изгибающий момент в начале участка; – площадь эпюры поперечных сил на участке.

Эпюры и можно построить по значениям внутренних усилий в обозначенных сечениях балки, используя непосредственно метод сечений. Так, например, для сечения 6 (под шарниром С) получим:

2.2. Определяем реакции опор арки

Вертикальные составляющие

Распор    

2.3. Вычисляем геометрические параметры арки, входящие в выражения внутренних усилий (2).

 вычислим для тринадцати сечений, взятых с интервалом

2.4. Строим эпюры внутренних усилий в арке.

Внутренние усилия в каждом из обозначенных сечений вычисляем по формулам ( 2 ). Значения балочных внутренних усилийиберём с эпюр (см. рис. 7), а геометрические параметры арки – из табл. 1.

Заметим, что на эпюрах Q , N под сосредоточенными силами будут «скачки», поэтому при необходимо рассматривать по два сечения – расположенные чуть левее и чуть правее сечений 2, 4 и 8 .

Эпюры M , Q , N , построенные по значениям в ряде сечений и уточнённые по дифференциальной зависимости между Q и М , изображены на рис. 8.

Эпюра изгибающих моментов должна отвечать дифференциальной зависимости ( S – дуга оси арки), т.е. под сосредоточенными силами она «проламывается» в направлении силы, а в сечениях, где изгибающий момент имеет экстремальные значения.

Эпюры внутренних усилий для криволинейных стержней обычно строят на их осях, однако с целью упрощения построений эпюры для арок принято строить на горизонтальной базовой линии, тем более что и внешняя нагрузка q отнесена к горизонтальному уровню.