Usein rakentajan tehtävänä on rakentaa kaareva katto, järjestää kupolikatto tai alkuperäinen “kuoppainen” silta säiliön yli, josta on tulossa yhä suositumpi pieni arkkitehtoninen muoto. Samaan aikaan useimmissa tapauksissa päälliköt eivät vaivaudu monimutkaisiin laskelmiin käyttämällä kahta arvoa, jotka jopa seitsemäs luokkalainen tuntee. Nämä arvot ovat jänneleveys, jonka kaari myöhemmin peittää, ja kaaren korkeus, joka lasketaan määrittämällä etäisyys kuvitteellisen vaakasuoran viivan välillä, johon kaari on tuettu, ja korkeimpaan pisteeseen kaaren. Asiantuntijoiden mukaan nämä arvot eivät riitä luotettavan kaaren varustamiseen korkeilla suorituskykyominaisuuksilla. Pääkaari kaarevan lattian suunnittelussa osoitetaan materiaalivalinnalle, josta kaari rakennetaan, ja siihen liittyvä kaaren laskelma, jonka oikeellisuus määrittää sen myöhemmät toimintaominaisuudet. Näiden suositusten mukaisesti voit suunnitella luotettavan kaarevan katon, joka on erinomainen ratkaisu, joka ei vain monipuolista asunnon suunnittelua, vaan siitä tulee myös erinomainen koriste puutarhan maisemasuunnittelulle. Tämän alan asiantuntijat voivat helposti tehdä kaikki tarvittavat laskelmat, mutta entä jos heidän palvelujaan ei voida käyttää millään tavalla ja sinun on tehtävä kaikki työt itse? Käytä tässä tapauksessa suosituksiamme auttaaksesi sinua selviytymään tehtävästä mahdollisimman tehokkaasti..
Kaarijärjestelmät ammattilaisen näkökulmasta
Erikoisinsinöörien näkökulmasta kaarevat rakenteet ovat luonteeltaan rikkoutuneita tai kaarevia järjestelmiä, joiden tukielementteihin kohdistuu pystysuoria kuormituksia, jotka johtavat vinoihin reaktioihin aukkoon. Tällaisen tukireaktion vaakasuora komponentti on työntövoima, joka osoittaa, että kaarevat järjestelmät ovat laajennusrakenteita. Tämä on niiden suurin ero palkkeihin, jotka kokevat vain normaalin mekaanisen rasituksen. Nykyaikaisessa rakentamisessa kaaria käytetään rakenteiden pääasiallisina tukirakenteina eri tarkoituksiin, olivatpa ne sitten taloudellisia, teollisuus- tai maatalousrakennuksia, ja niiden pituus on 12-70 m. ulottuvuudet ovat vieläkin kehittyneempiä, mikä mahdollistaa jopa 100 metrin ja sitä korkeampien kaarien rakentamisen.
Kaariluokitus: tärkeimmät lajikkeet
Mukaan staattinen piiri, erottaa saranaton, kaksinkertainen sarana ja kolmivartiset kaaret;
Myös kaaren tukipäät voidaan yhdistää vaakasuoraan sijoitettuun tankoon, joka havaitsee vaakasuoran kuorman ja jota kutsutaan pullistaa. Kaaren laskeminen kiristyksellä on jonkin verran erilainen kuin kaksikierreisen kaaren tai kolmen nivelkaarin laskeminen ilman kiristystä.
Jokaisella näistä tyypeistä on omat etunsa ja haittansa, ja siksi suunnittelun valitsee suunnittelija, joka laskee kolminapaisen kaaren ottaen huomioon sen lujuusvaatimukset ja sen materiaalit suunnittelu ja arkkitehtoniset tehtävät, jotka on osoitettu tälle tai tälle rakenteelle.
Tukijärjestelmän mukaisesti niitä on kaaret kiristyksellä ja kaaria kiristämättä. Jos ensimmäiset havaitsevat työntövoiman, jälkimmäisen työntövoima siirretään tukiin. Kiristys on valmistettu profiiliteräksestä tai raudoituksesta. Jos kaaren toiminta suoritetaan aggressiivisessa ympäristössä, joka edistää metallikorroosiota, on sallittua käyttää liimattuja puisia siteitä.
Lomake erottuu:
- Kolmikulmaiset kaaret, jotka koostuvat suorista puolikaareista. Kolmion kaaren laskeminen ei ole vaikeaa, ja voit tehdä sen itse;
- Viisikulmaiset kaaret;
- Segmentaaliset kaaret, joiden puolikaarien akselit sijaitsevat yhteisellä ympyrällä;
- Terävät kaaret, jotka koostuvat useista puolikaareista, joiden akselit sijaitsevat kahdella ympyrällä;
Kolmen nivelkaarin laskeminen kiristämällä: asiantuntija-suositukset
Jos aiot asentaa pienen kaaren, laskenta ja suunnittelu eivät aiheuta sinulle erityisiä vaikeuksia, koska niiden valmistuksessa on edullista käyttää valtavia kokoisia rakennusmateriaalilevyjä, kuten vaneria, kipsilevyä tai OSB -levyjä . Suurimmat leveyden osoittimet ovat vastaavasti 250 ja 120 cm, mikä mahdollistaa kaaren yksinkertaisen piirtämisen materiaaliarkille ja leikkaamisen vähintään kahdesta tukipalkin osasta. Lopuksi tällaiset kaaret on päällystetty arkkimateriaalilla, minkä jälkeen voimme olettaa, että kaari on valmis. Huolimatta kaarien asentamisen nopeudesta ja yksinkertaisuudesta tällä menetelmällä, sillä on myös omat haittansa, mukaan lukien suuri määrä jätteisiin käytettyä materiaalia, valmiin kaaren koristeellisuus ja rakenteen kyvyttömyys kantaa kuormia.
Kaarevien rakenteiden järjestely on merkittävästi monimutkainen, jos päällikön tehtävänä on asentaa kaari suuren aukon (jopa useita metrejä) tai kaaren, joka kestää suurimmat kuormitukset, päälle. Koska rakennusmarkkinoilta on vaikea löytää materiaaleja, joiden mitat mahdollistavat tällaisen kaaren asennuksen, se on suunniteltu useista osista koostuvaksi tyypinmuodostusrakenteeksi. Tältä osin työnjohtajan tehtävänä on laskea kaari tarkasti ja määrittää sen osien mitat..
Kuten aiemmin mainittiin, kaaret erotetaan parametrien, kuten muodon, koon ja korkeuden mukaan, ja ennen puukaarien laskentaprojektin toteuttamista on tarpeen ymmärtää selvästi halutun kaaren rakenne ja likimääräiset mitat. Kun otetaan huomioon nämä parametrit, on helpompi päättää materiaalien valinnasta sen asennusta ja myöhempiä laskelmia varten.
Amatöörit, jotka kuulevat lauseen “kaarilaskenta”, ovat usein peloissaan, mutta laskelmat ovat tässä tapauksessa yksinkertaisia ja perustuvat geometrian koulukaavojen käyttöön. Lisäksi laskelmien helpottamiseksi on tarpeen piirtää kaaren ääriviivat piirtopaperille hieman pienennetyssä mittakaavassa. Tämän jälkeen tehdään kaarimalli todellisessa koossa, jonka avulla voit tehokkaimmin suorittaa lisälaskelmia, koska voit liittää ns. Kopion kaaresta sen asennuspaikkaan ja arvioida laskelmien oikeellisuutta. Mallin tekemiseen voit käyttää paksua pahvia, vaneria tai kuitulevyä..
Kaarevilla rakenteilla on valtava markkinarako arkkitehtuurissa, ja niiden käyttö on laajin aihe, jota ei voida käsittää yhdessä artikkelissa. Tässä artikkelissa tarkastelemme kaaren valmistusta asunnossa tai omakotitalossa, koska perinteisestä suorakulmaisesta aukosta, joka on koristeltu kaaren muodossa, tulee yksinomainen yksityiskohta asunnon sisustuksessa, mikä erottaa sen edullisesti muista asunnoista..
Harkitse esimerkkiä kolmen nivelen kaaren laskemisesta:
Useimmissa tapauksissa hän tietää päällikön kokemuksesta riippumatta kolme kaaren parametria, mukaan lukien kaaren peittämän jänteen leveys, kaaren korkeus ja seinän syvyys (leveys). Samaan aikaan päällikön tehtävänä on laskea kaariosien parametrit, koota ne yhdeksi kaarevaksi rakenteeksi ja kiinnittää se tiukasti.
Menetelmä numero 1 – empiirinen
Huolimatta siitä, että kaikki kaaren laskeminen alkaa sen ympyrän säteen laskemisesta, kaari ei aina edusta ympyrän kaarta. On tilanteita, joissa kaari koostuu kahdesta kaaresta (tämä tarkoittaa goottilaiseen tyyliin tehtyjä kaaria) tai sille on ominaista epäsymmetriset ääriviivat. Tässä tapauksessa kaaren jokainen kaari lasketaan erikseen. Mutta takaisin kaaren ympärysmitan laskemiseen. On helpompaa tehdä se paperille, pienentäen kokoa, esimerkiksi asteikolla 1: 50. Kun olet valmistellut paperin ja kompassit, piirrä oviaukko arkille ottaen huomioon mittakaava ja piirtämällä akseli symmetria jakaa aukon puoliksi. Tämän jälkeen kompassin akselia on muutettava asettamalla jalka neulan kanssa suoraan symmetria -akselille. Seuraavaksi sinun täytyy piirtää useita kaaria ja valita optimaalisin poistamalla loput pyyhekumilla.
Tämän esimerkin selventämiseksi esitämme kaaren kaaren:
jossa R on kaaren ympyrän säde ja L on puolet kaaren soinnusta, kun taas soinun koko vastaa kaarevan raon pituutta. H: n osalta tämä ilmaisin näyttää kaaren korkeuden..
Menetelmä numero 2 – matemaattinen
Laskeaksesi kaaren ympyrän säteen matemaattisen laskennan, käytä Pythagoraseen teoriaa, jonka mukaan:
R = L2 + (R2 – H2)
R = L2 + (R -H) 2
Laajentaen binomia, muutamme lausekkeen muotoon:
R2 = L2 + R2 – 2HR + H2
Vähennä R molemmista osista ja saat:
L2 + H2 – 2HR = 0
Siirrä termi R: llä yhtäläisyysmerkin taakse:
2RH = L2 + H2
Ja lopuksi saamme vaaditun R: n:
R = (L2 + H2) / 2H
Tärkeä! Kaava kaaren ympyrän säteen laskemiseksi: R = (L2 + H2) / 2H, jossa R on kaaren ympyrän säde, H on kaaren korkeus, L on kaaren sointeen puoli (kaarivälyksen pituus).
Koska kaari koostuu useista osista, joiden valmistuksessa sinun on käytettävä tietyn leveyden levyä, laskemme osan mitat, jotka voidaan valmistaa tietyistä mitoista. Tätä varten on välttämätöntä ratkaista käänteinen ongelma. Ottaen huomioon kaaren tunnetun säteen ja sen nousukorkeuden (tässä tapauksessa tämä on levyn leveys), laskemme osan suurimman mahdollisen pituuden, joka voidaan valmistaa tietyllä leveydellä olevasta levystä, eli laskemme kaaren pituuden. Koska tiedämme jo tietyt suhteet aiemmista laskelmista, johdamme seuraavan kaavan:
L2 = 2RH -H2
HR – H2
Kaaren asianmukaiseksi tekemiseksi on valmisteltava vielä muutama osa, ottaen huomioon, että ne on liitettävä asennusprosessin aikana. Liitosmenetelmä valitaan kaaren tarkoituksen mukaan. Harjoitellaan yläpuolisten osien käyttöä kaaren “poskilla” ja kahden kaaren yhdistämistä, ottaen huomioon siirtyminen puoli osaa.
Osien laskentaprosessissa on otettava huomioon, mikä kaaren puoli kiinnostaa meitä eniten sen sijainnista suhteessa yksityiskohtiin (sisäinen tai ulkoinen). Yksinkertaisesti sanottuna meidän on ymmärrettävä, miten kaaren tukiosat sijaitsevat suhteessa itse kaareen. Esimerkiksi kupolikattoa järjestettäessä kaarevan rakenteen kantavat osat sijaitsevat kaaren alapuolella ja kaarevaa holvia asennettaessa korkeammalla. Tilanteita syntyy, kun on tarpeen varustaa kaksipuolinen kaari. Jälkimmäisessä tapauksessa kaaren yksityiskohdat lasketaan pienimmän pyöristyksen mukaan.
Jos kaari kantaa käytön aikana suuria kuormia, sinun on vahvistettava sitä eri palkkien ja siteiden avulla, jotka on asennettu kaaren solmujen väliin. Näin voit varustaa kantavan ristikon, joka kestää lisääntyneitä kuormia..
Jos päätät varustaa kaaren goottilaiseen tyyliin, sinun on määritettävä mahdollisimman tarkasti kaaren kaarevuussäde päissä. Tässä tapauksessa helpotat itseäsi käyttämällä empiiristä kaaren laskentamenetelmää, jonka avulla valitset kokeellisesti kaaren kaarevuuspisteen ja piirrät tästä kohdasta alaspäin viivan, joka kulkee yhdensuuntaisesti mittaa tuloksena oleva etäisyys ja piirrä samanpituinen viiva toiselle puolelle. Sitten kompassin jalka asetetaan tälle viivalle, etäisyys (säde) määritetään ja siirryttäessä alas tai ylös rinnakkain linjan kanssa määritetään piste, jossa seinän linja ja kaaren kaari sulkeutuvat toisen (pienemmän) kaaren. Piirustuksen toisella puolella sinun on tehtävä sama.
Helpottaaksesi itseäsi ja tehdäksesi kaaren laskemisen mahdollisimman tehokkaasti voit tehdä useita piirustuksia ja valita sopivimman. Kuten olet jo ymmärtänyt, annetut esimerkit kaaren laskemisesta eivät ole kaukana ainoista, ja on myös muita laskentamenetelmiä, mutta empiirinen menetelmä osoittaa sinulle selvästi, miltä kaari näyttää asennuksen jälkeen. Lisäksi laskelmien tekemisen aikana voit helposti säätää piirustusta, kunnes saavutat halutun tuloksen..
Kun olet tehnyt piirustuksen ja varmista, että se on oikein, sinun on tehtävä kaarimalli, jonka avulla voit helposti asentaa minkä tahansa kaarevan rakenteen.
Muutama sana kaaren materiaalivalinnasta
Kaaren valmistukseen voit käyttää erilaisia materiaaleja, mukaan lukien metallia (metallikaaren laskenta tehdään hieman eri tavalla) sekä tiiliä ja betonia, mutta yksinkertaisin ja halvin tapa on tehdä kaari kipsilevystä. Koska tiilistä ja betonista valmistettu kaari on erittäin raskas, sitä varten on asennettava vahvistava häkki. Ankkuria on helppo taivuttaa, ja voit helposti hitsata kehyksen siitä. Tämän jälkeen on reikä porata reikiä seiniin, ajaa tapit niihin ja hitsata niihin kaareva runko..
Kipsilevyn kaaren tekeminen on paljon helpompaa ja nopeampaa, mutta valmis rakenne on vähemmän kestävä kuin sen tiili- tai betonivaihtoehdot. Tätä varten on tehtävä runko tinaprofiileista, päällystettävä ne kipsilevyllä sivuilla ja käytettävä segmenttejä sisäaukon päällystämiseen (niiden valmistukseen kipsilevy leikataan toiselta puolelta, taivutetaan ja lopulta kiinnitetään itse ruuvit). Tuloksena olevat reunat on tasoitettava kitillä.
Tiilikaarien laskeminen: kohokohdat
Tiilikaarien laskemiseksi on myös tarpeen valmistaa kuitulevystä malli, jonka laatu määrää suurelta osin tulevan tiilikaaren suorituskyvyn ja ulkonäön. Ensinnäkin on tarpeen laskea mallin mitat, mikä edellyttää kaarevan aukon leveyden tuntemusta. Esimerkiksi kaarevan aukon leveys on 15 000 mm..
Koska mallin leveyden tulisi olla 5 mm pienempi, se tarkoittaa, että se on 1495 mm. Vaikka malli turpoaa kosteudesta, voit purkaa sen helposti työn loppuvaiheessa. Mallin korkeuden tulisi vastata kaaren korkeutta, meidän tapauksessamme sen on oltava 168 mm. Koska on suositeltavaa laittaa koko etutiili kaaren yläosaan, on tarpeen laskea tiilien lukumäärä. Koska yhden rivin korkeus on noin 72 mm (tiilen korkeus + sauman korkeus) ja rivien kokonaismäärä on 4, kaareva korkeus on 72 * 4 – 120 = 168 mm. (120 mm on tässä tapauksessa tiilen korkeus, reunalle asetettuna).
Tiivistettynä
Useimmiten kaarevien rakenteiden asennus suoritetaan huoneen sisustamiseen sen tarkoituksesta riippumatta. Se voi olla talo, asunto tai toimisto..
Usein ne koristavat kaaren avulla keittiön ja olohuoneen välisen oviaukon. Kaaren asennusta voidaan kuitenkin käyttää myös laajemmissa rakennustyypeissä. Jos aiot koristella huoneen sisäosan kaarella, asiantuntijat suosittelevat kaarevan rakenteen valmistamista kipsilevystä, koska se on paljon halvempaa, helpompaa ja vähemmän työvoimavaltaista. Samaan aikaan valmis rakenne ei ole millään tavalla huonompi kuin tiili- tai puukaaret. Jotta ei pettyisi kaaren kauneuteen ja oikeellisuuteen, asiantuntijat suosittelevat lähestymään kaarirakenteen asennusta huolellisesti ja laskemalla kaari, joka voidaan tehdä useilla tavoilla. Artikkelissamme tarjosimme sinulle kahta yleisintä ja tehokkainta kaaren laskentamenetelmää, joiden avulla voit rakentaa luotettavan ja esteettisesti houkuttelevan kaaren..