Что такое статический расчёт деревянного здания?

Статический расчёт деревянного здания — это расчёт, который показывает, что несущие элементы здания обладают достаточной несущей способностью при вертикальных нагрузках, сейсмических, ветровых и снеговых воздействиях. В зданиях с лёгким каркасом стены представляют собой деревянные стены жёсткости из стоек, обвязок, поясов и обшивки, а перекрытия состоят из обшивки, балок перекрытия и промежуточных поясов. Поэтому в статическом проекте деревянного дома приходится поочерёдно проверять множество стержневых элементов.

Основой проектирования деревянных конструкций в Турции служат Правила проектирования, расчёта и строительства деревянных зданий (ABTHYE), опубликованные в Официальной газете № 32499 от 24 марта 2024 года и вступившие в силу 1 января 2025 года. Сейсмические расчёты выполняются по TBDY 2018.

StatiCAD объединяет этот расчёт в одной модели: деревянные стены жёсткости и сетки перекрытий создаются командой, 87 сочетаний нагрузок, которые правила требуют для деревянных зданий, задаются автоматически, рассчитываются сейсмические нагрузки и внутренние усилия, каждый стержневой элемент проверяется по ABTHYE. Крыша строится в той же модели с помощью мастеров; результаты передаются в отчёты и на чертежи.

Что StatiCAD делает для деревянных конструкций

Вся расчётная цепочка деревянного здания: от моделирования до отчёта и чертежа.

Деревянная стена жёсткости (стена лёгкого каркаса)

  • Деревянная стена жёсткости с обшивкой с одной или двух сторон: класс OSB, толщина и ширина панели, шаг крепежа и жёсткость соединений
  • Автоматическое создание крайних стоек, промежуточных стоек, верхней и нижней обвязки и промежуточных поясов командой построения сетки либо их ввод вручную
  • Автоматический расчёт несущей способности стены на сдвиг по TBDY 2018 и отражение достаточности в отчёте
  • Задание анкеров на растяжение и анкеров на сдвиг в свойствах стены

Деревянное перекрытие, балка и колонна

  • Деревянное перекрытие с обшивкой, балками перекрытия и горизонтальными промежуточными поясами
  • Создание балок и промежуточных поясов командой «Создание ребра/сетки на выбранном перекрытии»
  • Отдельные деревянные балки и колонны; выбор класса древесины из библиотеки материалов (C24 и др.)
  • Варианты расчёта без диафрагмы и с полужёсткой диафрагмой

Проверки элементов по ABTHYE

  • Проверки растягивающих и сжимающих напряжений вдоль волокон
  • Проверка предельного состояния при изгибе и предельного состояния по боковому выпучиванию
  • Касательные напряжения, напряжения скалывания при перекатывании и влияние крутящего момента
  • Комбинированные воздействия: изгибающий момент и осевые силы
  • Проверка сжатия поперёк волокон; учитываются коэффициенты влажности и размеров
  • Проверка по слабой оси, на потерю устойчивости и на кручение каждого стержневого элемента, включая стойки внутри стены и промежуточные балки

Нагрузки и расчёт

  • Снеговая нагрузка и ветровое давление отсоса вводятся по TS 498; выбираются перекрытия и обшивки, на которые действуют нагрузки
  • Ветровая нагрузка на наружные стены жёсткости рассчитывается автоматически с учётом стороны, на которой находится стена, и её угла в плане
  • Автоматически задаются 87 сочетаний нагрузок для деревянных зданий, включающих вертикальную, сейсмическую и снеговую нагрузки
  • Сейсмические нагрузки и внутренние усилия в элементах рассчитываются автоматически

Вибрация деревянных перекрытий (ABTHYE 5.4.2)

  • Перекрытия по деревянным балкам, композитные (с механически закреплённой обшивкой или слоем монолитного бетона) и перекрытия из CLT с 3 или 5 слоями
  • Определение параметров балок и обшивки по элементам в пределах расчётной оси
  • Результаты в предупреждениях расчёта, в контрольном списке проекта и на отдельной странице отчёта
  • Эта проверка доступна в версии StatiCAD Ultimate

Мастера стропильных ферм и прогонов

  • 13 шаблонов, включая Fink, Howe, Pratt, Warren, ферму со стойкой-бабкой, трапециевидную, односкатную и арочную; предпросмотр с размерами
  • Расстановка ферм в плане сериями по двум точкам; редактирование построенной фермы в том же окне
  • Оси, сходящиеся в узле, автоматические шарниры и модель опирания «шарнирно-неподвижная + шарнирно-подвижная» на опорные стойки
  • Автоматические прогоны между фермами: расстановка по шагу, количеству или узлам ферм и удлинение прогонов на карнизный свес

Мастер крыши и кровельное покрытие

  • Вальмовая, двускатная и щипцовая крыша по контуру крыши: стропильные ноги, прогоны, конёк, диагональные стропильные ноги и разжелобки, стойки, подкосы и карнизные доски — за один раз
  • Обновление сохранённой крыши: откройте её и измените настройки
  • Автоматическое разбиение кровельного покрытия на сетку по отметкам стропильных ног, прогонов, конька и разжелобков
  • Выравнивание верхних отметок стоек, стен и стен жёсткости по отметкам балок
  • Проверка элементов крыши средствами проектирования деревянных балок и колонн

Смешанные конструкции и устранение недостаточности элементов

  • Деревянные, каменные и железобетонные элементы в одном проекте; деревянные элементы можно задавать и в каменных, и в железобетонных конструктивных системах
  • Показ недостаточных элементов в 3D-виде, быстрый выбор и редактирование
  • Задание длины опирания, длины бокового выпучивания и условий влажности в настройках элемента
  • Дополнительная проверка балок по TS 647 (сечение и прогиб); основное проектирование выполняется по ABTHYE

Скриншоты программы

План первого этажа деревянного здания: деревянные стены жёсткости и балки перекрытия

Деревянные стены жёсткости и балки перекрытия на плане этажа.

Окно «Свойства стены», вкладка «Деревянная стена жёсткости»: обшивка панелями и соединения

Обшивка панелями, шаг крепежа и элементы внутри деревянной стены жёсткости.

3D-модель двухэтажного деревянного здания по методу конечных элементов

3D-модель по методу конечных элементов с деревянными стенами жёсткости и сетками перекрытий.

Мастер стропильных ферм: шаблон Howe и предпросмотр с размерами

Мастер стропильных ферм: 13 шаблонов и предпросмотр с размерами.

3D-предпросмотр вальмовой крыши в окне мастера крыши

Мастер крыши: вальмовая крыша по контуру крыши и 3D-предпросмотр.

План опалубки первого этажа: деревянные балки и перекрытие из CLT

Деревянные балки и перекрытие из CLT на плане опалубки первого этажа.

Изучите пример двухэтажного деревянного здания шаг за шагом

Как это работает?

  1. В общих настройках проекта выберите сочетания нагрузок для деревянных конструкций; введите снеговую нагрузку и ветровое давление отсоса.
  2. Начертите стены и задайте тип элемента Деревянная стена жёсткости; введите обшивку панелями и сечения элементов внутри стены, затем создайте сетку.
  3. Начертите перекрытия; создав ребро/сетку на выбранном перекрытии, получите балки перекрытия и промежуточные пояса.
  4. Постройте крышу мастером крыши либо мастерами ферм и прогонов; макросом посадите кровельное покрытие на отметки балок.
  5. Запустите расчёт; найдите недостаточные элементы в 3D-виде и отредактируйте их.
  6. Получите отчёты; сохраните в DXF план разбивки фундамента, планы этажей и опалубки и виды сбоку по осям.

Отчёты и чертежи

В группе «Отчёты по деревянным элементам» и в разделе чертежей:

  • Проектирование деревянной стены жёсткости (TBDY 2018 и ABTHYE 2025)
  • Проектирование деревянных элементов (ABTHYE 2024)
  • Проектирование деревянных балок (TS 647, дополнительно)
  • Вибрация деревянных перекрытий (ABTHYE 5.4.2 / 4.8.4.7.1; Ultimate)
  • План разбивки фундамента, план этажа и план опалубки
  • Виды здания сбоку по осям; вывод в DXF

Справочные материалы

Пошаговое использование, примеры решения, теоретические основы и верификационные исследования в Базе знаний.

Верификация и область применения

Проверка вибрации деревянных перекрытий сопоставлена с примером расчёта из руководства по деревянным конструкциям: значения жёсткости, первой собственной частоты (14,27 Гц), прогиба и критерия скорости совпадают с руководством. Для композитных перекрытий жёсткость соединений, коэффициент γ и эффективная изгибная жёсткость проверены по значениям руководства и ручным расчётам, а перекрытия в примерном проекте проверены вручную.

Перекрытия из CLT с 7 и более слоями, а также из CLT со слоем бетона в проверке вибрации не рассматриваются.

Посмотрите сравнительные таблицы

Нормативы

ABTHYE 2025 TBDY 2018 TS 498 TS 647 (дополнительно)
В какой версии? Проектирование деревянных зданий доступно в версиях StatiCAD Hybrid, Ultimate, Profesyonel и Standart. Проверка вибрации перекрытий есть только в Ultimate. Мастера стропильных ферм, прогонов и крыши доступны во всех версиях.

Часто задаваемые вопросы

По каким нормам выполняется статический расчёт деревянных зданий?

Деревянные элементы проверяются по принципам проектирования по прочности ABTHYE, вступившим в силу 1 января 2025 года. Сейсмический расчёт и несущая способность деревянных стен жёсткости на сдвиг определяются по TBDY 2018; снеговая нагрузка и ветровое давление отсоса вводятся по TS 498. TS 647 присутствует в программе только как дополнительная прежняя проверка балок.

Можно ли выполнить статический проект деревянного дома в StatiCAD?

Да. Стены жёсткости, перекрытия, крыша, а также отдельные балки и колонны деревянного дома с лёгким каркасом создаются в единой модели. После расчёта можно получить расчётные отчёты, а также план разбивки фундамента, план этажа, план опалубки и виды сбоку по осям.

Можно ли рассчитать деревянную крышу?

Да. Мастер стропильных ферм строит ферму по одному из 13 шаблонов, мастер прогонов добавляет прогоны между фермами, а мастер крыши за один раз создаёт вальмовую, двускатную и щипцовую крышу по контуру крыши. Элементы попадают в расчётную модель и проверяются средствами проектирования деревянных балок и колонн.

Проверяется ли вибрация деревянных перекрытий?

Да, в версии StatiCAD Ultimate. Перекрытия по деревянным балкам, композитные и из CLT проверяются по расчётной оси согласно ABTHYE 5.4.2 и 4.8.4.7.1. Проверка не меняет результаты расчёта; результаты записываются в предупреждения расчёта, в контрольный список проекта и на отдельную страницу отчёта.

Можно ли использовать деревянные элементы в железобетонных или каменных зданиях?

Да. Деревянные элементы можно задавать и в каменных, и в железобетонных конструктивных системах; деревянные, каменные и железобетонные элементы рассчитываются в одном проекте, а расчётные отчёты выдаются одним файлом.

В каких версиях StatiCAD есть программа для деревянных зданий?

Проектирование деревянных зданий есть в версиях StatiCAD Hybrid, Ultimate, Profesyonel и Standart; в версиях Betonarme, Yığma Pro и Yığma Standart его нет. Проверка вибрации перекрытий есть только в Ultimate. Мастера стропильных ферм, прогонов и крыши доступны во всех версиях.

Похожие страницы

Рассчитайте своё деревянное здание в StatiCAD

Скачайте демо-версию и бесплатно попробуйте моделирование деревянных стен жёсткости, перекрытий и крыши либо давайте вместе подберём подходящую версию.