Tetto a padiglione fai-da-te: disegni, calcolo del sistema di travi

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Un tetto a padiglione può essere a uno e due livelli, con quattro o più pendenze. Per la corretta selezione delle sezioni dei suoi elementi, è necessario eseguire uno schizzo e un calcolo corretto, che si riduce a diverse formule. Nell’articolo parleremo della struttura del tetto a padiglione e del metodo di calcolo del suo sistema di travi.

Tetto a padiglione fai-da-te: disegni, calcolo del sistema di travi

Un tetto a padiglione è una delle opzioni più comuni per la costruzione di una casa o di un gazebo, con una forma circolare, quadrata o rettangolare in pianta con una leggera differenza nelle lunghezze dei lati. Questo design è una buona soluzione per case di un’area relativamente piccola o cottage a due piani con una base piccola. Il tetto prende il nome dalla forma piramidale della tradizionale tenda orientale, formata da una cima e da pendii triangolari..

Opzioni del tetto a padiglione

Sotto il nome di “tetto a padiglione” si combinano diverse opzioni di copertura che presentano differenze strutturali.

Tetto a padiglione classico Tetto a padiglione classico

Un tetto a quattro falde a livello singolo è geometricamente una piramide a quattro lati. Un tetto a due livelli è una struttura più complessa: la parte superiore è una piramide, la parte centrale è un cubo o parallelogramma e quella inferiore è una piramide troncata. Era come se la parte superiore del tetto fosse stata tagliata dalla base e sollevata. La parte centrale è talvolta realizzata a forma di lanterna di vetro o rifinita nel colore delle pareti.

Tetto a due livelli a padiglione Tetto a due livelli a padiglione

Un tetto a padiglione può avere non solo quattro pendenze, ma anche sei e otto piste. Questa forma assomiglia più a un cono che a una piramide ed è più comune nella costruzione di pergole con una base rotonda. La cosa più difficile nell’attuazione di una tale struttura è la connessione delle travi al centro.

Tetto a sei facciate Tetto a sei facciate

Travi del tetto fatte di otto dolci pendenze Travi del tetto fatte di otto dolci pendenze

I sistemi di travi differiscono non tanto esteticamente quanto strutturalmente:

  • sospeso;
  • stratificato.

Il sistema di travi sospese poggia esclusivamente sulle pareti della casa, quello a strati ha un supporto situato al centro dell’edificio e poggia su una parete portante o su un palo appositamente eretto all’interno della casa.

Travi sospese e stratificate a – la struttura delle travi pendenti; b – la costruzione di travi a strati; 1 – trave; 2 – traversa; 3 – serraggio; 4 – rack; 5 – parentesi graffa; 6 – corsa; 7 – mentire

La scelta del design dipende dalla dimensione della campata (8 m – è adatto un sistema di sospensione, 12 m – è richiesto un sistema a strati) e dalla lunghezza massima del legname per la costruzione (quando si collega una gamba della trave di lunghezza, è necessario un supporto verticale).

In pratica, viene spesso utilizzato il sistema a strati, in quanto è più affidabile e mantenibile. Se la casa non ha una parete portante o un pilastro idonei per il supporto, la base può essere creata da una barra vestendosi a livello di Mauerlat.

Schemi di base ed elementi del sistema di travi

Come abbiamo scritto, il tetto a padiglione è geometricamente una piramide, quindi tutti i calcoli vengono eseguiti in base alle regole che si applicano alle piramidi e ai triangoli che lo compongono.

Immagine geometrica del tetto a padiglione Immagine geometrica del tetto a padiglione

Elementi principali

Per non essere confusi in futuro con i termini, nomineremo gli elementi principali del sistema di travi del tetto a padiglione, schematicamente mostrato nella figura sotto, e li collegheremo all’immagine geometrica del tetto a padiglione sotto forma di una piramide.

La struttura del sistema di rafter dell'anca Struttura a trave sospesa

  1. Mauerlat.Base e supporto del tetto, in particolare con travi sospese. Si trova attorno al perimetro dell’edificio (ABCD), poggia sulle pareti o è montato all’esterno. Per il dispositivo Mauerlat, viene utilizzata una grande barra di sezione.
  2. Travi inclinate.Angoli del tetto convergenti in un punto centrale per formare una piramide. Sul diagramma a piramide (escluse sporgenze): AK = DK = CK = BK = Lн. Gambe a trave più lunghe in costruzione.
  3. Nodo di cresta (K).Il nodo più difficile nel design di un falegname. Se la base della casa non è quadrata, ma la cresta forma un bordo, il tetto a padiglione si trasforma nella sua “sorella” – il tetto vald. In una struttura con travi a strati, la sezione KF (H) è il supporto centrale.
  4. Travi centrali.Convergono in un nodo di cresta con travi per capezzoli. Sono l’altezza di ogni pendenza, che è un triangolo isoscele. Sul diagramma a piramide (escluse sporgenze) – un segmento KE, lunghezza Lц.
  5. Narodniki.Queste sono travi accorciate che corrono parallele a quella centrale in entrambe le direzioni.

Ora considera le costruzioni con travi a strati.

Sistema di travi del tetto a padiglione Costruzione senza rig con travi a strati

Insieme agli elementi già designati: le travi inclinate (1) e centrali (2), così come la cresta (3), compaiono nuovi elementi. Il supporto centrale (rack) o paletta (4), che è supportato dai soffi (5), che collega il Mauerlat in diagonale. Questa è una forma di realizzazione di una cremagliera che non poggia sulla muratura, ma su un elemento del sistema di travi.

Travi rinforzate con traverse Travi rinforzate con traverse

In assenza di travi centrali e per rafforzare il nodo del colmo con la paletta (2), è completato da traverse (3), che collegano travi inclinate posizionate in modo opposto (1) in coppia (vedere la figura sopra).

Elementi di rinforzo

Per una maggiore resistenza e rigidità della struttura, specialmente in un clima soggetto a forti venti, o con una vasta area dell’edificio, e quindi una grande lunghezza delle gambe della trave, i principali elementi strutturali sono integrati con elementi di rinforzo.

Sistema di rinforzo dell'anca rinforzato Opzione per rafforzare la struttura della trave

Lungo l’asse dell’edificio, una barra aggiuntiva viene tagliata nelle travi opposte del Mauerlat (1) – un letto (2). La base del disegno, come prima, è costituita da travi centrali (4), accorciate (travi) (5) e oblique (3). Le travi inclinate rinforzano le barre craniche (6), ancorate al fondo. Questo rinforzo è sia per le gambe inclinate che per le mogli che si appoggiano su di esse. I tiranti (7) tengono insieme le travi opposte e fungono da base per l’installazione dei montanti (8). Sono fissati sopra il Mauerlat e sopra il letto e riposano su di essi.

Con lunghezze particolarmente elevate delle gambe della trave, vengono utilizzati puntoni – supporti posizionati non verticalmente, ma con un angolo di 45-60 °. In pratica, i montanti sono posizionati con una lunghezza della parete superiore a 9 m (per un timpano o quattro pendenze).

Il sistema di rafforzamento degli elementi principali contribuisce anche al risparmio di legname. La sezione trasversale degli elementi principali in tale struttura può essere considerata ridotta. Un altro modo di salvare è la formazione di sporgenze facendo crescere le travi che finiscono in un Mauerlat, una puledra – barre o assi di una sezione più piccola.

Sbalzi con puledra Sbalzi con puledra

Calcolo del sistema di travi del tetto a padiglione

I seguenti dati iniziali sono presi come base per il calcolo:

  • la lunghezza della casa;
  • larghezza della casa
  • altezza della cresta.

Considera l’ordine e le formule dei calcoli su un esempio condizionale, usando l’immagine geometrica di un tetto a padiglione (vedi sopra):

  • lunghezza della casa: AB = DC = 9 m;
  • larghezza della casa: AD = BC = 8 m;
  • l’altezza della cresta si trova nel centro geometrico del tetto: KF = 2 m.

Calcolo della lunghezza degli elementi della trave

1. Lunghezza delle travi mauerlata.

  • AB + DC + AD + BC = 9 + 8 + 9 + 8 = 34 m

2. Travi centrali(escluse sporgenze). Sono l’ipotenusa di un triangolo rettangolo, in cui una gamba è l’altezza della cresta e l’altra è metà della larghezza (8/2 = 4 m) o lunghezza (9/2 = 4,5 m) della casa.

Ricordiamo il teorema di Pitagora:

teorema di Pitagora

Calcolo delle travi centrali

3. Travi inclinate(escluse sporgenze). Sono l’ipotenusa di un triangolo rettangolo, in cui una gamba è metà della larghezza o lunghezza della casa, e l’altra è la trave centrale corrispondente. Per un tetto con una cresta nel centro geometrico del tetto, le lunghezze delle travi inclinate sono le stesse.

Calcolo delle travi

4. Narodniki.Le travi accorciate si trovano parallele a quella centrale, con un passo che dipende dalla lunghezza delle travi. Prendi in considerazione una tabella compilata tenendo conto dei carichi meteorologici per la regione di Mosca.

Tabella 1. I dati corrispondono ai carichi atmosferici nella regione di Mosca

Gradino travi, cmLunghezza trave, m
3.03.54.04.55.05.56.0
215100×150100×175100×200100×200100×250100×250
17575×15075×20075×200100×200100×200100×200100×250
14075×12575×12575×20075×20075×200100×200100×200
11075×15075×15075×17575×17575×20075×200100×200
9050×15050×17550×20075×17575×17575×20075×200
6040×15040×17550×15050×15050×17550×20050×200

Le nostre travi centrali sono lunghe 4.472 me 4.924 m. Le travi saranno più corte, quindi puoi guardare la colonna – 3,5 m.

Per calcolare la lunghezza delle perle, ricordiamo la scuola e usiamo le proprietà di tali triangoli.

Triangoli simili

Se nella figura AB è la trave centrale, allora MN è la trave, AC è la metà della lunghezza della parete (4,0 e 4,5 m, rispettivamente), AM è il passo in base al numero delle travi. MC per ogni coniuge viene calcolato separatamente.

  • MN = (AB MC) / AC

Calcoleremo le opzioni per scegliere la disposizione più economica delle travi accorciate, i cui risultati saranno riassunti in una tabella.

Tabella 2. Calcolo del legname segato per le donne

Passo delle mogli, cmSezione barra, mmIbridi laterali lunghi: CA = 4,5 m, AB = 4,472 mLato corto: CA = 4,0 m, AB = 4,9242 m
numero in mezza pendenzaAM, mlunghezza a mezza pendenza, mvolume di legname per due pendii, m3numero in mezza pendenzaAM, mlunghezza a mezza pendenza, mvolume di legname per due pendii, m3
215100×17512.252.3560,16512.02.4610,172
17575×20021.52.981 + 1.4910,26812.02.4610.148
14075×17521.52.981 + 1.4910.23521.3333.282 + 1.6410,258
11075×15031.1253.354 + 2.236 + 1.1180,30231.03.693 + 2.462 + 1.2310.332
9050×17540.93.578 + 2.683 + 1.789 + 0.8940,31331.03.693 + 2.462 + 1.2310,259
6040×17560,6433.834 + 3.195 + 2.556 + 1.917 + 1.278 + 0.6390,37660,5714.218 + 3.515 + 2.812 + 2.109 + 1.406 + 0.7030,413

Ovviamente, le opzioni meno costose per il nostro esempio sono opzioni con passi da gigante. Tuttavia, dovrebbero essere presi in considerazione anche i requisiti per il fissaggio del materiale di copertura e i costi di tornitura. Da questo punto di vista, la risposta non sarà così ovvia..

Calcolo dell’area del tetto tenendo conto delle sporgenze

Poiché il calcolo precedente è stato eseguito senza tener conto della sporgenza della grondaia, che nel nostro esempio viene eseguita utilizzando la puledra, considereremo di nuovo questa parte del tetto come una semplice figura geometrica.

Sporgenza delle orecchie Sporgenza delle orecchie

Prendiamo la lunghezza della sporgenza (DC) pari a 0,5 m. Per determinare l’area della pendenza, utilizziamo nuovamente la conoscenza delle proprietà di tali triangoli:

  • EF / BC = AG / AD

AC – 8 e 9 m per le pareti corte e lunghe, rispettivamente.

AD – 4.924 e 4.472 m per le pareti corte e lunghe, rispettivamente.

AG – 4,924 + 0,5 = 5,424 me 4,472 + 0,5 = 4,972 m per pareti corte e lunghe, rispettivamente.

  • EF = (AG • BC) / AD
  • EF = (5.424 x 8) / 4.924 = 8.812 m – per lato corto
  • EF = (4,972 * 9) / 4,472 = 10,006 m – per il lato lungo

L’area della pendenza è calcolata dalla formula:

  • S = (EF • AG) / 2
  • S = (8.812 * 5.424) / 2 = 23.9 m2 – per il lato corto
  • S = (10,006 * 4,972) / 2 = 24,88 m2 – per il lato lungo

Superficie totale del materiale di copertura:

  • 2 (23,9 + 24,88) = 97,56 m2.

Consigli! Nel calcolare il materiale, tenere conto del taglio, soprattutto se si tratta di materiale in foglio, come ardesia o cartone ondulato.

Installazione di piastrelle metalliche

Attenzione! L’articolo considera il calcolo dei soli elementi principali del sistema di travi, che può aiutare a redigere un bilancio preliminare per la costruzione.

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