Проектуючи будь-яку житлову будову, архітектори особливу увагу приділяють даху, оскільки він виконує не одну, а відразу кілька функцій, залежно від її конструктивних особливостей. Потрібно сказати, що далеко не всіх майбутніх домовласників задовольняє звичайний двосхилий дах, хоча його можна назвати найнадійнішим, оскільки він має всього дві скатні площини і один стик між ними. Багатьох приваблюють складніші конструкції, які додають будівлі особливу привабливість та оригінальність. Інші, більш практичні домовласники, віддають перевагу мансардним конструкціям, які одночасно здатні виконувати роль покрівлі і другого поверху.
Основою будь-якого даху є індивідуальна кроквяна система, що має свої конструктивні особливості. Зробити вибір потрібного каркаса даху буде значно простіше, якщо заздалегідь розібратись які ж види та схеми кроквяних системвикористовуються у будівельній практиці. Після отримання подібної інформації стане більш зрозумілим, наскільки складні такі конструкції в монтажі. Особливо це важливо знати, якщо каркас для даху передбачається зводити самостійно.
Основні функціональні завдання кроквяних систем
При облаштуванні скатних конструкцій дахів, кроквяна система є каркасом для покриття та утримання матеріалів «покрівельного пирога». При грамотному монтажі каркасної конструкції будуть створюватися необхідні умови для правильної та неутеплених типів покрівель, що захищають стіни та внутрішній простір будинку від різноманітних атмосферних впливів.
Покрівельна конструкція завжди є завершальним архітектурним елементом екстер'єрного оформлення будівлі, своїм виглядом підтримуючи його стилістичне спрямування. Тим не менш, конструктивні особливості кроквяних систем в першу чергу повинні відповідати вимогам міцності та надійності, яким повинен відповідати дах, і лише потім – естетичним критеріям.
Каркас кроквяної системи формує конфігурацію та кут нахилу даху. Ці параметри багато в чому залежать від природних факторів, характерних для конкретного регіону, а також від бажання та можливостей домовласника:
- Кількість опадів у різні періоди року.
- Напрямок та середня швидкість вітру в місцевості, де буде зводитися будівництво.
- Плани щодо застосування простору під дахом – облаштування в ньому житлових або нежитлових приміщень, або використання його лише як повітряного прошарку для термоізоляції розташованих нижче приміщень.
- Різновид планованого матеріалу покрівельного покриття.
- Фінансові можливості домовласника.
Атмосферні опади та сила потоків вітру дають дуже чутливе навантаження на будову покрівлі. Наприклад, у регіонах з рясними снігопадами не варто вибирати кроквяну систему з невеликим кутом нахилу скатів, оскільки снігові маси затримуватимуться на їх поверхні, що може призвести до деформації каркасу або покрівельного покриття або до протікань.
Якщо ж місцевість, де буде проводитися будівництво, славиться своїми вітрами, то краще вибирати конструкцію з невеликим ухилом ската, щоб різкі пориви, що трапляються, не зірвали окремих елементів даху і покрівлі.
Основні елементи конструкції даху
Деталі та вузли кроквяних систем
Залежно від обраного виду кроквяної системи, елементи конструкції, що використовуються, можуть значно відрізнятися, однак, існують деталі, які присутні і в простих, і в складних системах дахів.
До основних елементів кроквяної системи скатного даху належать:
- Кроквяні ноги, що формують схилі покрівлі.
- - дерев'яний брус, що закріплюється на стінах будинку і служить для фіксації на ньому нижньої частини кроквяних ніг.
- Коник - це стик каркасів двох схилів. Він зазвичай є найвищою горизонтальною лінією даху і є опорою, на якій закріплюються крокви. Коник може бути сформований кроквами, скріпленими між собою під певним кутом або зафіксованими на коньковій дошці (прогоні).
- Решетка - це рейки або брус, що монтуються на крокви з певним кроком і служать основою для настилу вибраного покрівельного матеріалу.
- Підпірні елементи, куди можна віднести лежні, прогони, стійки, підкоси, стяжки та інші деталі, служать для підвищення жорсткості кроквяних ніг, підтримки коника, зв'язування окремих деталей у загальну конструкцію.
Крім згаданих деталей конструкції, до неї можуть бути включені інші елементи, функції яких спрямовані на зміцнення системи і оптимальне розподіл навантажень даху на стіни будівлі.
Кроквяна система підрозділяється за кількома категоріями залежно від різних особливостей своєї конструкції.
Горищний простір
Перш ніж перейти до розгляду різних видів дахів, варто розібратися, яким може бути горищний простір, оскільки багато власників з успіхом використовують його як господарські та повноцінні житлові приміщення.
Конструкцію скатних дахів можна розділити на горищні та горищні. Перший варіант називається саме так тому, що простір під дахом має невелику висоту і використовується тільки як приміщення повітряного прошарку, що утеплює зверху приміщення. До таких систем зазвичай відноситься або має кілька схилів, але розташованих під дуже незначним кутом.
Горищна конструкція, що має досить велику висоту ковзана, може використовуватися по-різному, бути утепленою та неутепленою. До таких варіантів можна віднести мансардний або двосхилий варіант. Якщо вибирається покрівля з високим ковзаном, то обов'язково необхідно враховувати вітрові навантаження у регіоні, де збудовано будинок.
Ухил схилів
Щоб визначити оптимальний нахил схилів даху майбутнього житлового будинку, насамперед потрібно придивитися до вже збудованих малоповерхових сусідських будинків. Якщо вони стоять вже не один рік і стійко витримують вітрові навантаження, їх конструкцію сміливо можна брати за основу. У тому ж випадку, коли власниками поставлена мета створити ексклюзивний оригінальний проект, несхожий на споруди, що стоять поруч, необхідно ознайомитися з конструктивними та експлуатаційними особливостями різних кроквяних систем і зробити відповідні розрахунки.
Слід враховувати, що від того, наскільки великий ухил схилів даху залежить зміна дотичних і нормальних значень сили вітру — чим крутіший кут нахилу, тим більше значення мають нормальні сили і менше дотичні. Якщо покрівля дах, то на конструкцію більше впливає дотичне навантаження вітру, так як збільшується підйомна сила з підвітряного боку і зменшується з навітряної.
Зимове снігове навантаження теж має бути враховано при проектуванні покрівлі. Зазвичай цей фактор розглядається в комплексі з вітровим навантаженням, так як з навітряного боку снігове навантаження буде набагато нижчим, ніж з підвітряного схилу. Крім цього, на скатах існують місця, де обов'язково збиратиметься сніг, даючи велике навантаження на цю область, тому її слід зміцнити додатковими кроквами.
Ухил скатів дахів може змінюватись від 10 до 60 градусів, і він повинен бути обраний не тільки з урахуванням консолідованого зовнішнього навантаження, але й залежно від покрівельного покриття, яке планується використовувати. Цей фактор враховується тому, що покрівельні матеріали різняться за своєю масою, для їх закріплення потрібна різна кількість елементів кроквяної системи, а значить, буде різнитися і навантаження на стіни будинку, і наскільки воно буде велике, теж залежить від кута ухилу даху. Важливе значення мають і особливості кожного покриття по опірності проникненню вологи – багатьом покрівельним матеріалам у будь-якому разі необхідний той чи інший ухил для забезпечення вільного сходу зливової води або снігу, що тане. Крім цього, вибираючи ухил даху, потрібно заздалегідь продумати те, як здійснюватиметься процес очищення та ремонтних робіт на покрівлі.
Плануючи той чи інший кут скатів даху потрібно знати, чим менше стиків між листами покриття, і чим вони герметичніші, тим менше можна робити ухил ската, звичайно, якщо не передбачається влаштувати в горищному просторі житлове або господарське приміщення.
Якщо для покриття покрівлі використовується матеріал, що складається з невеликих елементів, наприклад, керамічна черепиця, то ухил скатів потрібно робити досить крутим, щоб вода ніколи не затримувалася на поверхні.
Враховуючи вагу покрівельного матеріалу, потрібно знати – чим важче покриття, тим кут скатів повинен бути більшим, тому що в цьому випадку навантаження правильно розподілиться на кроквяну систему та несучі стіни.
Для покриття даху можуть бути використані такі матеріали: або профільний лист, оцинкована сталь, хвилясті азбестобетонні та бітумно-волокнисті листи, цементна та керамічна черепиця, руберойд, м'яка покрівля та інші покрівельні матеріали. Нижче на ілюстрації показані допустимі кути крутизни скатів для різних типів покрівельних покриттів.
Базові конструкції кроквяних систем
Насамперед варто розглянути базові види кроквяних систем щодо розташування стін будинку, які застосовуються у всіх конструкціях дахів. Базові варіанти поділяють на наслонну, висячу, а також комбіновану, тобто включає в свою конструкцію елементи першого і другого типу систем.
кріплення для крокв
Наслонова система
У будівлях, де передбачені внутрішні несучі стіни, частіше встановлюється покрівля. Монтувати її набагато простіше, ніж висить, так як внутрішні несучі стіни забезпечують для її елементів надійну опору, а крім того, для цієї конструкції потрібно менше матеріалів.
Для крокв у цій системі визначальною опорною точкою є конькова дошка, на якій вони закріплюються. Безрозпірний вид наслонної системи може бути облаштований у трьох випадках:
- У першому варіанті верхня сторона крокв фіксується на коньковій опорі, званої ковзної, а їхня нижня сторона закріплюється шляхом врубки до мауерлата. Додатково крокви в нижній частині фіксуються до стіни за допомогою дроту або скоб.
- У другому випадку крокви у верхній частині підрізають під певним кутом і з'єднуються між собою за допомогою спеціальних металевих пластин.
Нижній край стропильних ніг кріпиться до мауерлата рухомими кріпленнями.
- У третьому варіанті крокви жорстко скріплюються у верхній частині брусками або обробленими дошками, розташованими горизонтально, паралельно один одному з обох боків з'єднаних під кутом крокв, а між ними защемляється коньковий прогін.
У нижній частині для закріплення крокв, так само, як і в попередньому випадку, використовуються ковзні кріплення.
Необхідно пояснити, чому для фіксації крокв на мауерлат часто використовуються саме ковзні кріплення. Справа в тому, що вони здатні позбавити несучі стіни від зайвої напруги, тому що крокви не зафіксовані жорстко, і при усадці будівлі вони можуть зрушуватися, не деформуючи при цьому загальної конструкції покрівельної системи.
Цей вид кріплення застосовується тільки в наслонних системах, що також відрізняє їх від висячого варіанта.
Однак у деяких випадках для наслонних крокв застосовують розпірну систему, в якій нижній кінець крокв жорстко фіксується до мауерлата, а щоб зняти навантаження зі стін у конструкцію вбудовуються затяжки та підкоси. Цей варіант і називається комплексним, так як включає елементи наслонної і висячої системи.
Для довговічної та надійної покрівлі важливо якісно зробити всі вузли кроквяної системи. Що це означає, ми й розберемо зараз.
Крокви – це скелет покрівлі, на якому тримаються внутрішня та зовнішня обшивка, утеплювач, гідроізоляція та інші елементи. Також дуже часто саме їх використовують як основу під комунікації. На дах і, відповідно, крокви припадають великі навантаження, які можуть досягати 200 кг/м 2 . Це вага будівельних матеріалів, снігу з листям та іншого сміття. А чого варті пориви вітру?
Крокви покрівлі як основа під комунікації
Під час проведення ремонтних робіт ця система має витримати не лише вагу людини, а й необхідного обладнання. При цьому всі ці параметри суворо індивідуальні та залежать від низки факторів, починаючи від конфігурації та закінчуючи кліматичною зоною. Однак у будь-якому випадку покрівля та всі її елементи повинні бути достатньо надійними, і тільки тоді ми зможемо почуватися дійсно захищено.
Спочатку необхідно ознайомитися з термінологією. Фундаментом всієї системи можна назвати мауерлат. Він є балкою, на якій і кріпиться конструкція. Його основна функція – рівномірний розподіл навантажень на стіни. А ось балка, на якій фіксується решетування, називається кроквяною ногою. Це найважливіший елемент, що визначає кут нахилу схилу та загальний вигляд покрівлі. Між собою кроквяні ноги скріплює прогін. Він розташований як зверху, і збоку. Залежно від цього бувають конькові та бічні прогони. У нижній частині ноги фіксуються за допомогою затягування.
Мауерлат для кріплення кроквяної конструкції
Завдяки підкосам і стійкам кроквяні балки розташовуються максимально стійко. Перпендикулярно ногам набиваються обрізні дошки – лати. Вона є основою для покрівельного матеріалу. А місце з'єднання скатів покрівлі прийнято називати коником. На ньому набивається суцільна решетування, щоб зробити цю частину даху максимально надійною. Продовження кроквяних ніг – кобилки. Вони розташовуються під звисом, що захищає стіни від опадів. Дуже часто першими починають гнити саме ці конструктивні елементи, оскільки вони найбільш схильні до негативного впливу погоди, при цьому самі ноги можуть служити ще дуже довго. Надійність усієї конструкції залежить від того, наскільки якісним буде абсолютно кожен вузол кріплення. Про них ми й поговоримо докладніше.
Це поняття поєднує в собі ряд конструктивних елементів, тому що вони складаються з решетування, стійок та розкосів. По суті, ця жорстка конструкція є скелет покрівлі. Залежно від розмірів та особистих побажань виділяють чотири види ферм. Якщо ширина будинку становить від 12 до 24 м, тоді найбільш підходящими буде сегментна або трапецієподібна форма. Для більш габаритних конструкцій шириною до 36 м підійде багатокутна. А ось традиційна трикутна стане прекрасним рішенням при будівництві будинків шириною 9-18 м.
Кроквяні ферми різних розмірів
Велику роль грає і матеріал. Найчастіше використовується деревина. В цьому випадку монтаж балок відбувається шляхом врубки та подальшої фіксації цвяхами, шурупами та іншими кріпильними елементами. Однак не завжди актуальне застосування дерева. Так, якщо довжина прольоту перевищує 16 м, тоді більш підходящими будуть ферми з розтягнутими металевими стійками, оскільки забезпечити надійне кріплення дерев'яних елементів у цьому випадку буде важко. Ще популярний комбінований тип, в якому одночасно використовуються і дерев'яні, і металеві деталі.
Коник є горизонтальне ребро в місці з'єднання двох схилів. Існує похильна і кроквяна система висячого типу. У першому випадку коник встановлюється на стійки, розташовані паралельно до довгих стін. Дуже важливо забезпечити максимальне примикання крокв до ковзана, для цього робляться відповідні запили. Фіксація проводиться за допомогою цвяхів.
Коник у місці з'єднання двох схилів
Якщо йдеться про висячу конструкцію, то кінці кроквяних ніг з'єднуються попарно. Щоб забезпечити подібне сполучення, торець кожної балки підрізається під кутом, що дорівнює нахилу покрівлі. Далі крокви з'єднуються площинами зрізів та фіксуються цвяхами, забитими під кутом. Обов'язково потрібно закрити місце стику металевою пластиною або дерев'яною накладкою.
Попарне з'єднання кроквяних ніг
При з'єднанні врубкою на півдерева досягається максимальна міцність. Для цього в місці сполучення кроквяні ноги з'єднують з уступом. Потім свердлиться отвір під болт 14 мм. Подальша фіксація досягається з допомогою болтового з'єднання. Коли йдеться про ковзну систему, то в цьому випадку кінці ніг з'єднуються за допомогою металевих шарів шарів.
Це наступний вузол кріплення кроквяних систем, на якому потрібно зупинитися докладніше. Існує дві технології фіксації балок до мауерлат. Жорсткі кріплення виключають будь-які зрушення, коливання, повороти, кручення та інші маніпуляції. Щоб досягти такого ефекту, на нозі роблять запив. Далі з'єднання додатково фіксують цвяхами, дротом, шурупами та іншими допоміжними елементами. Зазвичай кілька цвяхів забивають під кутом так, щоб усередині мауерлат вони схрестилися. А потім ще один цвях убивають вертикально.
Запив на ногах для кріплення до мауерлату
Ковзаючі кріплення виходять завдяки спеціальному кріпленню. Буває одна, два чи три ступеня свободи цього поєднання. Таке з'єднання відмінно підходить для дерев'яних будинків, тому що жорстка фіксація під час усадки може постраждати. Забезпечити таке рухоме з'єднання можна кількома способами. Нога впирається в мауерлат підшитим бруском або пиляним зубом і жорстко фіксується за допомогою металевого куточка. Таким чином досягається жорсткість кріплення у горизонтальній площині. У верхній частині ноги з'єднуються врубками, причому на горизонтальній площадці робиться скіс, щоб забезпечити ковзне з'єднання.
Ковзаючі кріплення елементів
Якщо в місці фіксації до мауерлат вбити тільки один цвях або використовувати спеціальні гнучкі пластини, то сполучення вийде ковзним і в цій частині кроквяної системи.
Зараз зупинимося на типових вузлах дерев'яної кроквяної системи. Особливість такої покрівлі – наявність вальмів. Подібний тип має низку переваг. Вони більш довговічні, тому що навантаження розподіляється рівномірно по всій поверхні, не бояться сильних вітрів та опадів, економічні. Проте складніші у технологічному плані.
Типові вузли вальмового даху
Складається цей дах із двох довгих трапецієподібних схилів, при цьому вони не закривають всю площу, з торців будівлі під нахилом встановлюються трикутні вальми. У цьому випадку з'являються типові елементи – додаткові накісні кроквяні ноги, з яких формуються торцеві скати. З'єднання діагональних балок може бути різним. Популярні як висячі ферми, так і наслонова конструкція, що фіксується до мауерлата.
Покрівля з трапецієподібних схилів та трикутних вальм
Якщо крокви скатів спираються на коник, то накісні ноги при цьому повинні прилягати до консолі конькового прогону. Дуже важливо, щоб випуск консолі був не менше ніж 100 мм, але й не більше 150 мм. Нижня частина діагональних крокв фіксується до мауерлат або спеціальної балки на стіні будинку. Іноді для виготовлення кроквяних ніг використовують дерев'яний брус, у цьому випадку накісні елементи фіксуються до спеціальної дошки (прибоїни), закріпленої на фермі. А ось монтаж до крайньої висячої ферми проводиться за допомогою шпренгеля. При цьому обов'язково на балках ніг робляться запили під кутом нахилу вальмового схилу.
Крокви та обрешітка – каркас даху, який несе на собі весь тягар покрівельного пирога, термоізоляції, снігове навантаження, тому вони повинні мати високу несучу здатність, міцність. Ідея використовувати металеві крокви, щоб конструкція покрівлі вийшла жорсткішою, не нова, але раніше вона застосовувалася переважно для перекриття промислових чи господарських споруд. Зараз кроквяний каркас і решетування з металопрофілю є реальною альтернативою дерев'яним елементам даху, якщо довжина схилу перевищує 10 метрів.
Конструкція кроквяного каркаса даху складається з безлічі взаємозалежних елементів, що утворюють ферми. Крок, величину перерізу між кроквами та іншими опорами визначає розрахунок навантажень, яким вони піддаються у процесі експлуатації. Покрівельний каркас виконує такі функції:
- Розподіл навантаження. Взаємопов'язані вузли, посилені кутками, рівномірно розподіляють вагу покрівлі, яка може досягати з урахуванням снігового навантаження до 500-600 кг. Чим більший переріз крокв і менше крок між ними, тим більшу несучу здатність має конструкція.
- Надання ухилу та форми. Крокви, розташовані під кутом до основи даху, формують похилу площину скатів, завдяки чому на поверхні покрівлі не накопичується сніг та вода.
- Формування основи фіксації покрівельного матеріалу. Кріплення фінішного покриття покрівельного пирога відбувається до каркасу покрівлі. Решетування виступає як основа для фіксації покриття, що розподіляє його вага рівномірно по кроквяних балках.
Зверніть увагу! Якими повинні бути всі вузли, крокви та решетування покрівельної конструкції визначає інженерний розрахунок. Щоб визначити необхідну здатність каркаса, необхідно обчислити сумарне навантаження, якому він буде піддаватися. Для цього складають вагу покрівельного матеріалу, утеплювача, гідроізоляції, максимальне снігове навантаження із вагою кроквяної системи.
Види кроквяних систем
Найбільш поширеним матеріалом, з якого виготовляється обрешітка та крокви каркаса покрівлі, вважається деревина. Однак, якщо вага покрівельного матеріалу досить велика, а довжина схилу більше 6 метрів, то конструкція виходить занадто масивною. Будівельникам доводиться зменшувати крок між кроквяними ногами, збільшувати їх перетин, через що вузли покрівлі набувають великої ваги, збільшуючи навантаження на фундамент. Розвантажити несучі стіни і основу будівлі можна, використовуючи міцніші, але легкі металеві крокви. За типом використаного матеріалу виділяють такі типи кроквяних систем:
- Дерев'яні Крокви та решетування з дерева застосовуються для зведення дахів, довжина схилу яких не перевищує 7-10 метрів. Кріплення елементів каркасу між собою відбувається за допомогою шурупів, цвяхів або рухомих металевих елементів. Крок між ногами зазвичай буває не більше 50-80 див.
- Металеві. Металеві покрівельні каркаси виготовляють із сталевого металопрофілю із цинковим покриттям, який не боїться вологи. Крокви та решетування з цього матеріалу легкі, міцні, тому крок між ними можна збільшити до 1,5-2 метри. Кріплення металопрофілю виконують за допомогою зварювання або кріпильних елементів. Металеві вузли даху застосовують при довжині схилу від 10 метрів.
- Комбіновані. Кроквяний каркас, що поєднує металеві та дерев'яні вузли, називають комбінованим. Поєднання опорних елементів з дерева та оцинкованої сталі дозволяє зробити більш дешеву конструкцію, що має високу несучу здатність, збільшивши крок між кроквами.
Врахуйте, що металеві та дерев'яні елементи каркасу не можна з'єднувати між собою без прокладки із гідроізоляційного матеріалу або обробки антисептичним препаратом. Оскільки метал має високу теплопровідність, його сусідство з деревом призводить до утворення конденсату та загнивання крокв.
Методи кріплення
Металеві крокви збирають у ферми трикутної, трапецієподібної або арочної форми. До балок рами прикріплюють внутрішні ребра жорсткості, які утворюють куточки, що значно збільшують несучу здатність каркасу. Така система дозволяє зробити крок між кроквами більшим, зробивши розрахунок на опорні можливості кожної ферми. Кріплення металевих елементів каркасу даху виконують одним із наступних методів:
- Кріплення за допомогою зварювання. Якщо зварити деталі кроквяної системи за допомогою зварювального апарату, можна отримати жорстку конструкцію, що має високу міцність і несучу здатність. Якщо правильно здійснити розрахунок покрівлі, можна полегшити каркас та знизити навантаження на фундамент споруди. Недолік цього в тому, що виконати зварювання може лише професіонал за допомогою спеціального обладнання.
- Кріплення за допомогою болтів. Фіксація крокв за допомогою кріпильних елементів дозволяє виконати менш жорстке кріплення. Цей спосіб складання кроквяного каркаса на основі металопрофілю використовується в приватному житловому будинку, де довжина скатів не перевищує 10 метрів. Відмова від зварювання дає змогу прискорити монтаж даху.
Досвідчені майстри роблять розрахунок на те, що й крокви можуть витримати більшу вагу, ніж дерев'яні, тому можна збільшити крок між ними та зменшити товщину перерізу елементів. Більше того, в будівельних магазинах продаються готові кроквяні ферми, кріплення яких виконувалося методом зварювання, придатні для перекриття будівель стандартної ширини.
Переваги
Металевий кроквяний каркас використовують для зведення дахів будь-якої форми, будь-якої скатності з ухилом від 1-2 градусів. Як матеріал, з якого виготовляються крокви і решетування, використовуються сталеві куточки, труби круглого та прямокутного перерізу, таври. Щоб правильно підібрати товщину елементів каркасу і вибрати крок між ними, виконують розрахунок конструкції даху, що враховує постійні та тимчасові навантаження, які передаються кроквяним балкам у процесі експлуатації. Перевагами кроквяної системи з цього матеріалу вважають:
- Пожежна безпека. На відміну від дерев'яних, металевих балок каркасу не країни займання, що підвищує пожежну безпеку будівлі.
- Простота обслуговування. Цинкове гальванічне покриття, яким покривають сталеві куточки, захищає каркас даху від корозії протягом усього терміну служби. Їм, на відміну дерев'яних, не потрібна щорічна обробка антисептиком.
- Безвідходність. Хоча металеві конструкції обходяться досить дорого, воно вважається економічно вигідним, тому що кріплення виконується зварним методом, а відходів практично не залишається.
- Тривалий термін служби. Якщо правильно виконати розрахунок навантажень, то покрівельний каркас із металу прослужить понад 100 років, що перевищує термін експлуатації навіть найстійкіших покрівельних покриттів.
Професійні покрівельники вважають, що доцільно використовувати зварні металоконструкції для виготовлення кроквяного каркаса даху при довжині схилу від 10-12 метрів. При цьому головне завдання – правильно виконати розрахунок навантажень, а потім визначити крок між ногами відповідно до кліматичних характеристик та властивостей покрівельного матеріалу.
Недоліки
Незважаючи на очевидні переваги, металеві кроквяні системи – не найпопулярніше конструктивне рішення в приватному будівництві. Навіть великий крок між кроквами і розріджена решетування за високої вартості металу не можуть зробити конструкцію дешевшою за дерев'яну. Недоліками металевих крокв вважають:
- Висока теплопровідність. Метал має високий коефіцієнт теплопровідності, тому крокви і утворюють містки холодна. З погляду енергоефективності, каркас із металопрофілю – не найкраще рішення.
- Проблематичність транспортування та монтажу. Вибираючи металеву кроквяну систему, беріть до уваги, що перевозити, піднімати на висоту і здійснювати кріплення довгих і важких елементів складніше, ніж крокви пиломатеріалів стандартної довжини.
- Складність монтажу. Для підйому на висоту та фіксації ферм використовується спеціальна техніка, оренда або купівля якої коштує дорого.
- Деформація під впливом високої температури. Хоча метал вважають негорючим матеріалів, під час пожежі він сильно деформується, що зазвичай призводить до обвалення покрівлі.
Щоб визначити чи має сенс використовувати дорожчі кроквяні елементи з металопрофілю, потрібно виконати розрахунок каркаса даху. Якщо довжина схилу перевищує 10 метрів, а навантаження більше 450-600 кг, то монтаж металевого каркасу економічно доцільний.
Відео-інструкція
У будь-якій будівлі основні елементи, на які випадає максимальне навантаження – це фундамент, стіни та дах. Якість монтажу покрівлі багато в чому залежить від того, правильно чи ні, чи виконано пристрій кроквяної системи. Якщо вузли кріплення кроквяної системи не відповідають певним вимогам, такий дах не прослужить навіть мінімального експлуатаційного терміну без ремонтних робіт.
Вимоги до кроквяної системи
Кроквяна система будь-якої покрівлі повинна відповідати таким важливим вимогам, як:
- Максимальна твердість.Будь-який вузол каркаса повинен витримувати навантаження, не піддаючись при цьому деформації або усунення. Отримуваний при облаштуванні кроквяної системи трикутник повинен забезпечувати жорсткість конструкції та її максимальну стійкість;
- Оптимальна вага.Залежно від покрівельного матеріалу вибирають матеріал, що використовується для крокв. Зазвичай вибирають дерев'яний брус, але для важких дахів може бути використаний метал.
Важливо! Щоб запобігти пошкодженню крокв, їх гниття та утворення грибка на деревині, її обробляють антисептиком, а металеві конструкції – антикорозійними складами.
- Висока якість використовуваних матеріалів.Деревина, що використовується як кроквяних ніг повинна не мати тріщин і сколів.
Різновиди кроквяних систем
Дах може бути облаштований одним із видів кроквяної системи, яких існує всього два:
- Висячі крокви;
- Наслонні крокви.
Висяча кроквяна система
Така система оптимальна у разі двосхилим покрівлі, коли величина прольоту між стінами становить не більше 6-ти метрів, але при встановленні додаткових елементів застосовна і для більш широких варіантів отворів. Нижньою основою для опори служить мауерлат, верхня частина конструкції упирається один в одного. Така конструкція містить і затяжку – необхідну для зняття навантаження зі стін, за рахунок зменшення розпору крокв. Балкові затяжки встановлюються знизу кроквяних ніг і можуть виконувати функції балок перекриття.
Увага! Роль затяжки необов'язково може виконувати дерев'яний брус, ним може стати перекриття із залізобетонних конструкцій, яким у деяких будинках обладнується верхній поверх.
Якщо затяжка розташована вище нижньої частини кроквяної системи, вона називається ригелем . До важливих моментів облаштування кроквяної системи такого типу можна віднести:
- Не слід допускати, щоб покрівельне звисання спиралося на нижню частину кроквяних ніг, які виводяться за межі стінки. У такій ситуації краще використовувати кобилку (ширина звису при цьому встановлюється в межах одного метра). При такому облаштуванні крокви спиратимуться на мауерлат. Переріз бруса для кобилки вибирається меншим, ніж для крокв;
- Щоб надати даху додаткової жорсткості, і не допустити її хитання та руйнування сильними поривами вітру, на схилі прибивається вітрова дошка, до мауерлат від ковзана;
- При вологості матеріалу, що використовується для облаштування кроквяної системи більше 18%, слід передбачити хиткість, яку викликатиме поступове висихання деревини. Саме тому кріплення має здійснюватися болтами або гвинтами, а не цвяхами.
Наслонова кроквяна система
Таке облаштування застосовується для покрівель з відстанями між стінами від 10 метрів (максимум 16 метрів). Ухил може бути виконаний під будь-яким кутом, а всередині будівлі знаходяться несучі стіни або колони, що підтримують. Зверху для крокв основною опорою служить коньковий прогін, а знизу цю функцію виконує мауерлат. Підтримку внутрішнього прогону здійснює або внутрішня стіна або стійки. За рахунок наявності тільки вертикального типу навантажень відпадає необхідність у монтажі затяжки.
При 16-ти метровому прольоті заміна прогону коника виконується двома бічними конструкціями, опорою для яких слугуватимуть стійки.
Важливо! Відсутність вигинів кроквяних ніг забезпечується такими вузлами, як підкоси та ригелі.
Особливу увагу на облаштування даху з використанням кроквяної системи наслонного типу слід звернути на такі нюанси:
Особливості розрахунків кроквяної системи двосхилим даху показані у відео:
Основні вузли кроквяних систем
До основних вузлів кроквяної системи покрівлі можна віднести:
- Крокви. Вони виконують функцію скелета, надаючи підтримку внутрішніх та зовнішніх елементів даху, а також є основою для прокладання комунікацій;
- Мауерлат. Це своєрідний покрівельний фундамент, що є балкою, на яку встановлюється вся конструкція. Він виконує важливу функцію – рівномірний розподіл навантаження всієї конструкції;
- Прогін. Призначений для скріплення між собою кроквяних ніг і може розташовуватися як зверху, так і збоку;
- Затягування. Служить для фіксації крокв у нижній частині конструкції;
- Підкоси та стійки.Забезпечують максимально стійке розташування кроквяних балок;
- Коник. Місце з'єднання схилів покрівлі;
- Кобилки. Це продовження кроквяних ніг, які іноді облаштовуються;
- Ригель. Необхідний для якісної та надійної опори несучих елементів;
- Лежень. Поперечний брус, необхідний розподілу навантаження.
Крім перерахованих елементів, в конструкцію входять вузли кріплення кроквяної системи покрівлі. При їх виконанні необхідно обов'язково дотримуватися певних правил.
Важливо! Виконувати просте кріплення основи до перекладини категорично не варто, оскільки це може призвести до повного руйнування кроквяної системи.
Слід використовувати такі види кріплень:
- З упором на кінець перекладини;
- Зуб'ями в упор;
- Зуб'ями в шип.
Вибирати кількість зубів слід залежно від ухилу схилу, а додаткова надійність конструкції може бути створена за допомогою куточків із металу.
До основних вузлів кріплення кроквяної конструкції відносяться:
- Балковий вузол;
- Мауерлатний вузол;
- Коньковий вузол.
Балковий вузол
При такому вузлі з'єднання елементів, у крокви виконується вставка із зубів у шип, а в поперечній ділянці перекладини робиться поглиблення, що відповідає зубам. Таке заглиблення чи гніздо має становити трохи більше 30% товщини бруса. Кріплення виконується спеціальними металовиробами з куточками з металу, або дерев'яними брусами, шипами та накладками.
Увага! Якщо покрівля виконана з матеріалів з незначною вагою, а ухил її схилу не перевищує значення 35º, то слід розміщувати підстави опор таким чином, щоб вони упиралися у площу більшу, ніж сама балка.
Мауерлатний вузол
Таке кріплення може бути виконане як за жорсткою технологією, так і за ковзною. Жорстка технологія передбачає встановлення між мауерлатом і кроквою міцного з'єднання, запобігаючи можливості зісковзування, прогину або вискакуванню. Для цього використовуються спеціальні опорні куточки із брусками. Отриманий в результаті вузол скріплюється дротом із застосуванням металовиробів. При цьому забивати цвяхи слід навскоси, щоб вони входили в деревину навперейми. Останній цвях має бути вбитий по вертикалі.
У разі ковзного кріплення суміщення виконується із застосуванням спеціального механізму, який дозволяє пересувати кроквяну ногу в необхідному напрямку. Для цього виконується врізання на опорах, на які потім укладається мауерлат. Закріплюється конструкція, як і в попередньому випадку, схрещеними цвяхами. Такий спосіб облаштування вузлів з'єднання дозволяє всім вузлам кроквяної конструкції зміщуватися в деяких межах.
Увага! Жорстке кріплення при недосвідченості будівельників може призвести до пошкодження стін будівлі.
Коньковий вузол
В цьому випадку кріплення також може бути виконано двома видами - встик і внахлест. При стиковому з'єднанні верхівка опор обрізається зі скосом, як і кута нахилу даху. Вони спираються на такі ж підрізані протилежні опори. Кріплення виконується з використанням цвяхів у кількості двох штук. Їх забивають зверху під певним кутом. Шви, що утворюються між опорами, з'єднують металевими накладками чи пластинами. У другому випадку скріплення виконується стикуванням внахлест, не торцевими частинами, а бічними ділянками і закріплюються за допомогою болтів.
Висновок
Виконуючи роботи з монтажу даху, облаштування кроквяної системи слід приділити ретельну увагу, не допускаючи порушення технологічних процесів. Це забезпечить конструкції міцність, довговічність та надійність.
На початку планування мансардної покрівлі підбирається система крокв, що виконує роль опорної конструкції. Необхідний тип кроквяної системи визначається на основі різновиду даху.
Залежно від обраної системи це можуть бути дерев'яні бруси, що застосовуються як покрівельний каркас, що стримує складові будматеріали всієї конструкції, або конкретні елементи, що створюють опори, що називаються кроквяними ногами. Перед початком робіт дерев'яні складові просочуються спеціальними складами, що оберігають дах від загоряння та гниття. Від якості виконання цієї процедури залежить довговічність покрівлі.
Різновиди кроквяних систем та влаштування їх вузлів
Кроквяна система поділяється на два основні типи: наслонні і . Оскільки вузли з'єднання в кожній із систем мають різні характеристики, певний тип крокв підбирається, виходячи з властивостей даху, включаючи його архітектурні особливості.
Основні фактори при виборі потрібного типу системи:
- загальна функціональність покрівлі;
- сила тиску покрівельних будматеріалів на конструкцію;
- поширеність та частота атмосферних опадів на території, де розташовується будинок.
У висячого типу крокв відсутні опори, що розміщуються у проміжках. Тому виникає посилений розпір, що передається на стіни будівлі по горизонталі. Щоб зменшити цей показник, у вузол опор впроваджують затяжний елемент деревини або металу, призначений для об'єднання кроквяних ніг. Таким чином, вузли висячих крокв набувають форми трикутника. Затяжний елемент розміщується в основі ніг, він виконує функцію перекладини (найчастіше використовується в двосхилих конструкціях даху) і працює на вигин та стиснення. Від висоти затяжного елемента залежить міцність з'єднання із основою опор.
Наслоний тип крокв часто облаштовується в будівлях, де є центральна опорна колона або несуча стіна. Крокви упираються кінцівками в бічні сторони будівлі, а центральна частина лягає на колону або іншу опору всередині будинку. Такий вузол конструкції розрахований на згинальне функціонування. Наслонні опори створюють менше навантаження на складові частини будівлі, тому їх монтаж не такий трудомісткий, як у випадку з кроквами. З іншого боку, він вимагає великих матеріальних витрат.
Існують також варіанти облаштування даху, що поєднують у собі обидва типи крокв. У цьому випадку кожен тип чергується, тобто зони без несучих стін облаштовуються висячими кроквами, а області з необхідними опорами - наслонними.
Грамотне облаштування кроквяної системи
Основним фактором високої міцності даху у майбутній споруді є грамотне облаштування всіх вузлів та опорних точок.
У разі наслонних крокв для мансардної покрівлі передбачається наявність не менше трьох опорних пунктів. Це значення може змінитися, якщо величина прольоту перевищує стандартні норми. Наприклад, якщо величина прольоту трохи більше 10 м, знадобиться лише одна додаткова опора.
Вузол висячих опор збирається з урахуванням розмірів прольоту.На малих прольотах затяжний елемент найчастіше замінюється ригелем. За великих розмірів прольоту затяжні елементи провисають, а опори йдуть на вигин.
Таким чином, вузли висячого типу можуть мати такі відмінності щодо розміру прольоту:
Малюнок 1. Схема мауерату.
- 9 м. Опори необхідно стримувати за допомогою дерев'яного бруска, що встановлюється перпендикулярно до горищної підлоги. В області основи він укріплюється скобами, а затяжні елементи кріпляться спеціальними хомутами.
- 13 м. Кріплення здійснюється за допомогою підкосів, які верхівкою упираються в основу, а нижньою частиною – в перпендикулярний брус. Інтервал між опорами не повинен бути більшим за 5,5 м.
- 17 м. Основу необхідно посилити спеціальними пристроями. Для верхівки застосовується шпренгельна структура: затяжні елементи прикріплюються до двох дерев'яних брусків, а між ними монтується ригель.
Методи кріплення вузлів
Незалежно від того, потрібна заміна існуючої кроквяної системи або її зведення з нуля, необхідно дотримуватися певного зводу правил при кріпленні її вузлів.
Насамперед, слід уникати найпростішого кріплення перекладини та основи опори, оскільки це може вплинути на всю покрівельну систему.
Малюнок 2. Кріплення кроквяної ноги до мауерлат.
Іншими словами, від навантаження, створюваного будматеріалами або атмосферними опадами, кінці опор зісковзують, і кроквяна система ушкоджується. Це призводить до її повного обвалення. Для запобігання такому результату необхідно підвищити надійність цих вузлів. Це досягається за допомогою наступних видів кріплення:
- зуби в шип;
- зуби в упор;
- упор на кінець перекладини.
Залежно від нахилу можна використовувати один або два зуби. Щоб підвищити надійність з'єднання, можна створити додаткове кріплення за допомогою куточків із металу.
Вузли кріплення покрівельної решетування
Основними вузлами кріплення кроквяної системи є:
- балочний;
- мауерлатний;
- коньковий.
Балковий вузол кріплення
Рисунок 3. Схема конькового з'єднання кроквяної системи.
У кроквяній нозі створюються зуби в шип, а в перекладині вирізається гніздо, яке відповідає вирізаним зубам. І тут гніздо повинне займати трохи більше 30% від усієї товщини перекладини.
Якщо при будівництві покрівлі використовувалися легковагі матеріали, а її ухил становить менше 35°, основи опор розміщуються так, щоб область їх упору була значно більшою за балку. Цього можна досягти, застосувавши врізання з двома зубами в 2 шипи, упором (з використанням шипа або без нього), а також двома шипами в замок.
Вузли системи кріпляться або металовиробами з металевими куточками, або дерев'яними брусками, накладками та шипами.
Мауерлатний вузол кріплення
Існує 2 технології мауерлатного кріплення опор: жорсткий та ковзний (рис. 1).
У першому випадку між кроквою та мауерлатом встановлюється міцне з'єднання без можливості зісковзування, прогинів та вискакування. Це досягається за допомогою розміщення спеціальних куточків із опорним бруском. Утворений вузол потрібно скріпити надійним дротом за допомогою металовиробів. Цвяхи забиваються під певним нахилом збоку так, щоб у мауерлаті вони перебували в перехрещеному стані. Останній цвях прибивається по вертикалі. Цей метод є найпопулярнішим.
У другому випадку кріплення здійснюється за допомогою особливого механізму, що дозволяє певному елементу (в даному випадку крокви) пересуватись у потрібному напрямку (рис 2).
Для створення такого з'єднання потрібно врізати на опорах, а потім укласти їх на мауерлат. Як і в попередньому випадку, обидві частини вузла закріплюються за допомогою двох схрещених цвяхів та одним вертикальним зверху. До мауерлат дошки закріплюються металевими скобами. Після цього опорна основа випускається за стіну та скріплюється за допомогою пластин та санок. Таким чином, упор йде на мауерлат, але всі складові кроквяної системи можуть пересуватися в допустимих межах.
Даний метод найчастіше застосовується при зведенні покрівельної системи дерев'яних будівель (колоди, зруб), яким властиве осідання. При жорсткому кріпленні є можливість пошкодження стін будівлі.
Коньковий вузол кріплення
Такий вузол може бути створений двома методами: встик та внахлест (рис. 3).
Перший метод має на увазі обрізку верхівки опор під таким же нахилом, що і кут даху. Їх упирають у протилежні опори, які також потрібно підрізати. Кріплення створюється за допомогою двох цвяхів (150 мм), що забиваються зверху під певним кутом, щоб вони пропорційно розташовувалися всередині кожного крокви. Для підвищення надійності шви між опорами скріплюються накладками дерев'яними або пластинами з металу.
Другий метод є найпопулярнішим. Від першого способу його відрізняє метод стикування внахлест. При цьому опори з'єднуються не торцями, а бічними частинами, після чого закріплюють на болти.
Завантаження...