Hvordan bygger jeg et Gambrel-tak?

Du kan bruke et program til å beregne vinklene for ønsket gambrelform. Her er et slikt eksempel:

http://www.easyrafters.com/gambrel.htm

Som @Skaperen sier, er en grunnleggende gambrel ingenting mer enn 1/2 av en åttekant.

Gambreltyper Easy Rafters grupperer gambreltak i to kategorier, vanlige gambrels og tilpassede gambrels.

En vanlig gambrel er en som passer inn i en avgrenset halvcirkel som vist nedenfor (takets form er egentlig den ene halvdelen av en vanlig åttekant). Skråningene for et vanlig gambreltak er festet til 28 31/32 over 12 for de nedre sperrene og 4 31/32 over 12 for de øvre sperrene (disse bakkene er avrundet til 29/12 og 5/12 for visning) og lengden av hver side eller ansikt vil alltid være like. Når den nedre spennvidde endres, blir de andre dimensjonene automatisk beregnet på nytt for å opprettholde de samme vanlige proporsjonene.

Tilpassede spill på den annen side tillater fullstendig fleksibilitet i design uten begrensningene for det vanlige spillalternativet.

Vanlige gambrels

En vanlig gambrel passer inn i en begrenset halvcirkel.

Egendefinerte gambrels

Det er ingen spesifikke dimensjoner. Bruk det du tror vil være behagelig og praktisk. Historisk sett er det bare et tak over et delvis tak hvor tverrstangen på toppen av det nedre taket er «gambrelen» i en låve som brukes til å henge store verktøy, materiale, spill som skal flises osv.

Hvis du vil være nerd med det, begynner du med en åttekant og bruker disse vinklene.

Når den øvre og nedre sperrer er like store, krever den statiske belastningsbalansen at hellingen til den nedre sperren S2 skal være 3 ganger mer enn hellingen til den øvre sperren S1. Da vil kraften til den øvre sperren som skyver skjøtepunktet utover være nøyaktig lik kraften til den nedre sperren som skyver skjøten innover.

Dette er tilfellet med 30 ° og 60 ° skråninger av øvre og nedre sperre, noe som gir høyden til halvbreddeforholdet mellom enhet og gambrel passer til en halvsirkel. Den nærmeste rasjonelle tilnærmingen av skråningene for disse vinklene er 7/12 og 21/12 (tilsvarende 1 / sqrt (3) og sqrt (3)).

Hvis du ønsker en annen høyde til bredde ra tios, kan du endre hellingen til den øvre sperren, og igjen for å få den statiske belastningsbalansen, bør hellingen til den nedre sperren være 3 ganger mer.

Generelt, for sperrer av forskjellig lengde L1, L2 (og dermed masse), blir den statiske lastbalansen tilfredsstilt når skråningene S1, S2 er gitt av formelen S2 = S1 * (2 + L2 / L1)

Gambrel Roof Static Stress Analysis

Fig 1 Skisse: krefter som virker på gambreltakssegmenter.

Momentumbalanse for hver sperre langs x- og y-akser (se fig 1). Spenninger ved skjøtene er motsatte, ingen dreiemomenter.

Y0 = 0
ingen møneunderstøtning

X0 er den horisontale kraften på mønet.

X1 = X0
x-momentumbalanse for sperre 1

Y1 = m1 * g
y-momentbalanse for sperre 1 med masse m1: vertikal kraft ved skjøt 1 = vekt av sperre 1

X2 = X1
x-momentumbalanse for sperre 2: horisontal kraft ved ansiktsplate = horisontal kraft ved ryggen

Y2 = Y1 + m2 * g
y-momentum balanse for sperre 2 med masse m2: vertikal kraft ved ansiktsplate = totalvekt for sperre 1 og 2

Vinkelmomentbalanse for hver sperre i forhold til midten av hver sperre. Lengden på sperrene er vilkårlig, de avbrytes fordi balansen er i forhold til sentrum.

for sperre 1:

X0 * sin (A1) + X1 * sin (A1) = Y1 * cos (A1)

for sperre 2:

X1 * sin (A2) + X2 * sin (A2) = Y1 * cos (A2) + Y2 * cos (A2 )

der A1, A2 er hellingsvinklene.Ved å erstatte uttrykk for X1, Y1, X2, Y2 fra momentumbalanse får vi for skråningene på sperrene

S1 = tan (A1) = ½ * X0 / (m1 * g)

S2 = tan (A2) = ½ * X0 / (2 * m1 * g + m2 * g)

Systemet er overbestemt. Vinklene kan ikke spesifiseres vilkårlig. For at dreiemomentet på skjøten 1 (mellom de to sperrene) skal forsvinne, må følgende tilstand være oppfylt

S2 = S1 * (2 * m1 + m2) / m1 (Eq 1)

som fysisk betyr at vekten av den øvre sperren som skyver skjøten utover, er i balanse med vekten av den nedre sperren som skyver skjøten innover.

For sperrer (taksegmenter) med samme masse (lengde) tilstand forenkles til

S2 = 3 * S1 eller tan (A2) = 3 * tan (A1) (Eq 2)

Dette bestemmer ikke gambrel-konfigurasjonen ennå. Ved å variere bakkene (med forbehold om begrensningen ovenfor) kan vi endre taket på høyden (H) til halv bredde (W):

H = L1 * sin (A1) + L2 * sin ( A2)

W = L1 * cos (A1) + L2 * cos (A2)

hvor L1, L2 er bjelkelengdene.

For samme lengde og massesperrer, når det gjelder øvre sperrehelling S1

H / W = (sin (arctan (S1)) + sin (arctan (3 * S1) )) / (cos (arctan (S1)) + cos (arctan (3 * S1))) (Eq 3)

Fig 2. Balansert (S2 = 3 * S1) «ideelt» tak med H / W = 1 (venstre) og med H / W = 4/3 (høyre).

Den “ideelle” takkonfigurasjonen er (L1 = L2) med forholdet mellom høyde og halv bredde på en (Fig. 2 til venstre) A1 = 30 grader, S1 = 1 / kvt (3) = 0,577350, A2 = 60 grader, S2 = sqrt (3) = 1.732050, H / W = 1

Den nærmeste tømrerens tilnærming til det er S1 = 7/12 = 0.583333, S2 = 3 * S1 = 21/12 = 1.75, derav A1 = 30,25 grader, A2 = 60,25 grader, H / B = 1,008968.

For å gjøre taket høyere, for eksempel med H / B = 4/3 (se fig. 2 til høyre), S1 = 0,8036585 (i henhold til til ekv. ~ 3), S2 = 3 * S2 = 2.410975, A1 = 38.7874 grader, A2 = 67.4728 grader.

Ovennevnte analyse anser spenninger forårsaket av gambreltaket kun til sin egen vekt. Snøbelastningen, ryggstøtten eller andre forsterkninger er ikke inkludert. Dette er kun en akademisk øvelse og erstatter ikke en sertifisert byggeplan.

Kommentarer

• Noen kommenterte diagrammer som følger med innlegget ditt vil øke dens klarhet.
• Denne analysen tar ikke ' ikke hensyn til eventuelle interne medlemmer som vanligvis er til stede i en Gambrel Truss . Et 32 ' bredt tak vil trolig trenge interne støtter. Jeg ' anbefaler å bruke seksjonsmetoden for analyse, i stedet for den felles metoden. Se svaret mitt på dette spørsmålet .