Розрахунок теплиці з профільної труби

Методика розрахунку теплиці з профільної труби

Цей калькулятор обчислює геометрію арочної теплиці з прямокутної сталевої труби та показує основні площі, об'єм, довжину дуги і загальну довжину елементів каркаса. Розрахунок підходить для попереднього підбору розмірів, оцінки кількості труб і листового покриття, а також для підготовки креслення з розмірами перед виготовленням.

Модель теплиці розглядається як тіло зі сталим поперечним перерізом по всій довжині. Це дає змогу однозначно обчислити площу підлоги, площу торцевих стін, площу зовнішньої оболонки, внутрішній об'єм і приблизну довжину труб для рам і секцій.

Орієнтири та рекомендації

Геометрична модель

Форма поперечного перерізу. Калькулятор розглядає фронтальний вигляд як поєднання нижньої прямокутної частини та верхньої арочної частини. Вхідні розміри - це довжина теплиці A у мм, ширина B у мм, загальна висота H1 у мм і висота прямої стіни H2 у мм. Висота арочної частини приймається як h = H1 - H2.

Дуга. Верхня частина фронтального вигляду обчислюється як дуга кола, що проходить через верхні точки прямих бокових стін. Для цієї дуги спочатку визначається радіус за шириною B і стрілою підйому дуги h.

R = B2 / (8h) + h / 2

Центральний кут дуги. Після знаходження радіуса обчислюється кут, що відповідає арочній частині. Далі цей кут використовується і для довжини дуги, і для площі сегмента.

θ = 2 arsin(B / (2R))

Площа, об'єм і зовнішня оболонка

Площа теплиці. Площа основи обчислюється як прямокутник у плані. Це значення показує площу, яку теплиця займає на ділянці.

S = A x B

Площа однієї торцевої стіни. Одна торцева стіна складається з прямокутника шириною B і висотою H2 та кругового сегмента висотою h. Площа сегмента визначається за радіусом R і кутом θ.

Sseg = R2 x (θ - sinθ) / 2

Sfacade = B x H2 + Sseg

Об'єм теплиці. Оскільки поперечний переріз не змінюється вздовж довжини, внутрішній об'єм обчислюється множенням площі однієї торцевої стіни на довжину теплиці.

V = Sfacade x A

Площа даху і бокових поверхонь. Для арочної теплиці зовнішня поздовжня оболонка обчислюється як довжина теплиці A, помножена на довжину дуги одного поперечного перерізу. Цей результат включає дах і обидві криволінійні бокові поверхні без торцевих стін.

Larc = R x θ

Sroof = A x Larc

Площа торцевих стін. Загальна площа обох торцевих стін дорівнює подвоєній площі однієї торцевої стіни.

Sfacades = 2 x Sfacade

Загальна площа. Загальна зовнішня площа покриття отримується додаванням площі поздовжньої оболонки та площі обох торцевих стін.

Sfull = Sroof + Sfacades

Периметри і довжина дуги

Периметр у плані. Значення периметра стосується основи теплиці та обчислюється як периметр прямокутника з довжиною A і шириною B. Воно корисне для попередньої оцінки базової рами, контуру фундаменту або загальної довжини краю по периметру.

P = 2 x (A + B)

Периметр секції. Значення під назвою "периметр секції" відповідає довжині однієї поперечної арки теплиці. На практиці це довжина труби, потрібна для виготовлення однієї арочної рами без внутрішніх елементів жорсткості.

Логіка розрахунку каркаса

Поперечні секції. Кількість поперечних рам визначається поділом довжини теплиці на бокові секції. Чим більше секцій уздовж довжини, тим менший крок між рамами і тим більша загальна кількість поперечних дуг та поздовжніх елементів.

Торцеві стіни. Для торцевих стін калькулятор враховує зовнішній контур кожної торцевої стіни, дверний проріз і внутрішні елементи залежно від заданої кількості горизонтальних і вертикальних секцій. Обидві торцеві стіни вважаються однаковими за геометрією.

Бокові стіни. Для кожного поздовжнього боку калькулятор підсумовує поздовжні елементи вздовж довжини теплиці та вертикальні стійки відповідно до заданої кількості секцій. Потім результат подвоюється, оскільки бокових стін дві.

Загальна довжина матеріалу каркаса. Загальна довжина труб визначається як сума довжин поперечних рам, елементів торцевих стін, бокових елементів і обрамлення дверей. Це довжина, виміряна вздовж осьових ліній елементів, тому під час закупівлі матеріалу зазвичай додають технологічний запас на різання, підгонку та відходи. На практиці часто використовують запас близько 5% для простого різання і близько 10%, коли є багато стиків і обрізків.

Що не входить до розрахунку

Конструктивна перевірка. Калькулятор не підбирає переріз труби на снігові, вітрові або монтажні навантаження і не перевіряє стійкість каркаса. Він обчислює геометрію, площі, об'єм і довжини елементів, а не несучу здатність конструкції.

Розмір труби. Розмір труби в мм використовується для креслення і візуального представлення елементів, але не замінює повноцінний конструктивний розрахунок металевого каркаса. Для реальної конструкції з покриттям і фактичними навантаженнями переріз потрібно перевіряти окремо.

Нормативні посилання. Для проєктної перевірки сталевого каркаса теплиці в Європі зазвичай посилаються на EN 1993-1-1 Єврокод 3. Проєктування сталевих конструкцій. Частина 1-1. Загальні правила та правила для будівель, на EN 1090-2 Виконання сталевих і алюмінієвих конструкцій. Частина 2. Технічні вимоги до сталевих конструкцій, а для тепличних конструкцій також на EN 13031-1 Теплиці. Проєктування та будівництво. Частина 1. Виробничі теплиці. Ці документи використовуються для перевірки міцності, стійкості, експлуатаційної придатності та вимог до виготовлення, тоді як цей калькулятор виконує геометричний і кількісний розрахунок.

FAQs

Чому довжина дуги важлива для теплиці з прямокутних сталевих труб?

Довжина дуги потрібна одразу для двох завдань: для розрахунку однієї поперечної рами та для визначення площі зовнішньої оболонки. Вона допомагає оцінити і довжину труби для однієї дуги, і кількість покриття для арочної поверхні.

Яка різниця між площею теплиці та загальною площею?

Площа теплиці - це площа основи в плані, тобто довжина, помножена на ширину. Загальна площа - це вся зовнішня поверхня, яку потрібно покрити матеріалом: арочна оболонка плюс дві торцеві стіни.

Чи можна використовувати цей розрахунок безпосередньо для купівлі прямокутних сталевих труб?

Калькулятор дає хорошу попередню оцінку загальної довжини труб, але перед купівлею краще додати запас на різання та стики. Якщо конструкція буде виготовлятися зі стандартних торгових довжин, також корисно перевірити схему розкрою окремих елементів.

Чи враховує калькулятор двері теплиці?

Так, загальна довжина каркаса включає дверне обрамлення відповідно до заданих розмірів дверей. Водночас розрахунок залишається геометричним і не оцінює окремі підсилення, петлі, діагональні розкоси або точний тип дверного вузла.

Чи підходить цей калькулятор для перевірки надійності теплиці під сніговим і вітровим навантаженням?

Ні, цей калькулятор не замінює перевірку несучої здатності конструкції. Снігові навантаження, вітрові навантаження, вибір товщини стінки труби та перевірка стійкості потребують окремого інженерного розрахунку за європейськими нормами для сталевих конструкцій і теплиць.