Как да изчислим максималното натоварване на покривна ферма

Покривната ферма съчетава хоризонтален долен пояс, свързващ стените, с наклонени греди, които образуват скатовете на покрива, както и вътрешни подпори, наречени решетъчни елементи (web). Фермите се изграждат от триъгълници – най-устойчивата геометрична форма – комбинирани според ширината (разкрието) на покрива и очакваните натоварвания върху него.

Основните видове натоварвания

При проектирането на покривна ферма трябва да се отчетат три основни фактора:

• Постоянно натоварване – собственото тегло на конструкцията: самата ферма, покривното покритие и всички закрепени към нея елементи.
• Временно натоварване – външни тежести, предимно от натрупан сняг и лед.
• Вятърно натоварване – силата, с която вятърът действа върху покрива.

Какво ще ви трябва

• Таблици със строителни тегла на материалите
• Официални метеорологични таблици и климатични данни
• Онлайн калкулатор или специализиран софтуер

Стъпка 1: Изчислете постоянното натоварване

Определете теглото на дървените елементи на фермата и на покривния материал. Например асфалтовите шиндри тежат приблизително 10 кг на квадратен метър. Обърнете се към отрасловите таблици на дървообработващата индустрия, за да установите теглото на различните видове греди и дъски, както и максималното им допустимо разстояние между опорите. Изчислете общото тегло на квадратен метър и използвайте тази стойност като основа при избора на типа ферма и на необходимото вътрешно укрепване.

Стъпка 2: Определете снежното натоварване

Вземете данните за снежните натоварвания от официалните таблици на националните горски, земеделски и метеорологични служби, базирани на статистиката за средните и максималните валежи от сняг. Проверете показателите за вашия регион, за да установите натоварването в килограми на квадратен метър и съответните спецификации на международните строителни норми (например International Building Code или европейските стандарти Еврокод) за ферми, проектирани да издържат това тегло.

Стъпка 3: Проверете вятърното натоварване

Консултирайте се с таблиците на метеорологичните служби и на агенциите за извънредни ситуации (като FEMA) относно вятърните натоварвания – както срязващите сили, действащи върху вертикални повърхности, така и смукателните сили (отсмукване), възникващи под покрива. В районите, подложени на урагани и торнада, спазвайте специализираните препоръки за укрепване. Експериментирайте с различни варианти на дизайна на фермата, за да видите как ъглите влияят на тези сили – плоските или нисконаклонени покриви например изпитват по-малко хоризонтално вятърно натоварване от стръмните скатове с по-голяма вертикална повърхност.

Стъпка 4: Използвайте онлайн калкулатори и софтуер

Възползвайте се от компютърни програми и онлайн калкулатори, които улесняват определянето на натоварванията върху фермите. Подгответе следните данни: ширина или разкритие на покрива, ъгъл на наклона, квадратура на покривната площ и друга подобна информация. Въведете стойностите в шаблона на програмата и ще получите препоръчителен тип ферма, дизайн, оптимално разстояние между фермите и други важни строителни детайли. Можете също да се консултирате директно с производителите на ферми – повечето от тях предоставят такива изчисления безплатно.