Як зміцнити крокви даху. Крокви та покрівля, здатні витримати сильний вітер. Розрахунок навантаження на крокви

В принципі я можу запропонувати один метод, який передбачає посилення без зміни перерізу крокв, а от сподобається він вам чи ні – це вже не вирішувати.

Отже розглянемо таку ситуацію: висячі крокви, що являють собою трикутну арку з затяжкою або найпростішу трикутну ферму (це кому як більше подобається), були виконані з перерізом бруса 15х5 см з кроком 1 м. При цьому відстань між мауерлатами - проліт арки l = 6 .Кут ухилу покрівлі - 30 °. Втім, не будемо далі переказувати ситуацію, досить докладно розглянуту в різних статтях, наприклад, а просто скажемо, що за розрахунком потрібно перетин крокв 15х10 або 20х5 см, тобто. існуючий момент опору W z = 187.5 см 3 мало не в 2 рази менше від необхідного.

На перший погляд найбільш логічним виходом із ситуації буде посилення існуючих крокв таким же брусом 15х5 см або пристрій додаткових пар крокв, щоб зменшити крок крокв. Але і в першому і в другому випадку витрати на посилення будуть близькі до початкових витрат на влаштування кроквяної системи.

А тим часом є й інший спосіб зменшити значення необхідного моменту опору, що ніколи правда мені не зустрічався в літературі, присвяченій розрахунку кроквяних систем, проте цілком законний з погляду теоретичної механіки.

Усього й треба: змінити розрахункову схему.

Як ми знаємо, в поперечному перерізі посередині однопрогонової балки з шарнірними опорами при дії рівномірно розподіленого навантаження виникає згинальний момент, що дорівнює М = ql 2 /8. А у такої ж балки, але з жорстким затисканням на опорах максимальний момент виникає на опорах і становить M = ql 2/12, тобто. у 1.5 рази менше.

Таким чином, якщо для кроквяної системи, показаної на малюнку 462.1.а) (прийнята розрахункова схема показана на малюнку 462.1.б)), ми поставимо сутички між кроквами в ковзані і між кроквами і затяжкою приблизно так, як це показано на малюнку 462.1. в), то отриману систему ми можемо розглядати як арку з одного стрижня з жорстким защемленням на опорах (хоча це буде і не зовсім правильно).

Малюнок 462.1. Тришарнірна арка та однострижнева арка з жорстким защемленням на опорах

Така арка є статично невизначеною, але ми можемо спростити завдання, якщо будемо розглядати крокви як жорстко защемлені похилі балки або як двопрогонові балки на 2 шарнірних та одній жорстко защемленій опорах. Тільки не забуватимемо, що на стрижні арки діють нормальні сили, визначені нами раніше.

Спочатку розглянемо найпростіший варіант:

крокви - похила однопрогонова балка з жорстким затисканням

Як очевидно з розрахункової схеми, наведеної малюнку 462.1.г), додаткові стрижні як створюють умови, у яких крокви можна як защемленную балку, а ще й зменшують розрахункову довжину прольоту. Так похила проекція крокв - тришарнірної арки із затяжкою, становила 3 м. Якщо ж ми розмістимо вертикальні захватки так, що в горизонтальній проекції це становитиме по 0.5 м з кожного боку, то лише зменшення розрахункового прольоту на а = 0.5 м або на (1/ 6) призведе до зменшення моменту в 1.44 рази, оскільки

(l - l/6) 2 /l 2 = (25l 2 /36)/l 2 = 25/36 ≈ 0.7.

Примітка: горизонтальну сутичку між кроквами не можна розглядати як додаткову вертикальну опору.

Отже загальне зменшення максимального моменту становитиме 1.5·1.44 = 2.16 раз, чого у разі цілком достатньо. У чисельному вираженні максимальні згинальні моменти на опорах защемленої похилої балки становитимуть:

M c max = ql 2 /12 = 326.1·2.5 2 /12 = 169.844 кгс·м або 16984.4 кгс·см

Такий самий момент створюватиме сила, прикладена вертикально на відстані 0.5 м від основної опори та складова:

Р = 169.844/05 = 339.7 кг

Отже для кріплення вертикальної сутички достатньо:

Таку ж кількість цвяхів можна прийняти і для кріплення горизонтальної сутички, якщо вузол кріплення знаходиться на відстані 5 м від стріли арки в горизонтальній проекції.

Тепер залишилося перевірити, чи затяжка витримає додаткове навантаження - дві зосереджені сили Р, прикладені на відстані 0.5 м від кожної опори. Відповідно до розрахункової схеми 1.3 з таблиці 1 . максимальний момент у поперечних перерізах затяжки складе:

M з = Ра = 339.7 · 0.5 = 169.844 кгс · м = М c max

Тоді потрібний момент опору для затягування:

W z тр = M/R = 16984.4/140 = 121.32 см 3

Тим часом у нас затяжка має перетин 10х5 см і, відповідно, момент опору W = bh 2 /6 = 5 · 10 2 /6 = 83.33 см 3 , тобто. в 1.45 рази менше необхідного і це ще без урахування розтягуючих напруг, що діють у поперечних перерізах затяжки.

Якщо зменшувати відстань від опори до вертикальної сутички, це буде тільки збільшувати значення згинального моменту в стяжці, та й кількість цвяхів доведеться збільшувати. А якщо збільшувати відстань від опори до вертикальної сутички, то таку конструкцію вже навряд можна розглядати як жорстко закріплену балку.

І тут ніби іншого виходу немає, як посилювати затяжку, але якщо зробити сутички не вертикальні, а під деяким кутом до вертикалі, наприклад 35-40 °, то така сутичка перетвориться з одного боку на вертикальну опору, а з іншого на горизонтальну, що збільшує розтяг у затяжці, залишаючись при цьому елементом, що забезпечує жорстке защемлення крокв.

Перевіряємо. Розрахункова довжина вертикальної сутички дорівнює:

l в cx = tg30 ° a = 0.5773 · 0.5 = 0.2887 м

При куті нахилу 35° відстань а" від похилої сутички до місця, де була б вертикальна сутичка складе:

a" = tg35°l в сх = 0.7 · 0.2887 = 0.2 м

Тоді згинальний момент, що діє на затяжку, становитиме:

М з = Р(a - a") = 339.7 (0.5 - 0.2) = 101.18 кгс · м

Збільшення нормальної сили, що діє на затягування, складе:

N" = Psina/cosa = 339.7 · 0.573/0.819 = 237.86 кг

Тоді максимальна нормальна напруга, що виникає в поперечних перерізах затяжки, з урахуванням різниці розрахункових опорів розтягуванню та вигину деревини становитимуть:

(N + N")/F + M з R p /W z R і = (692.927 + 237.86)/50 + 10180 · 101.9 / (83.33 · 142.7) = 18.61 + 87.26 = 105.9 кг/см 2 > R р= 101.9 кг/см2

Необхідних умов за міцністю нами не дотримано. Проте перевищення напруг становить менше 4%. З урахуванням прийнятих коефіцієнтів надійності за навантаженням таке перевищення можна вважати допустимим, а можна ще трохи збільшити кут нахилу. Це вже на ваш вибір.

Крім того насправді значення згинального моменту буде трохи більше, особливо якщо на ділянку крокви між похилою сутичкою та мауерлатом спиратимуться дошки латання.

При похилих захватках кількість цвяхів слід збільшити:

n = P/(Tcos35°) = 3.88/0.819 = 4.7 точніше 5 цвяхів.

Якщо розглядати крокви, як двопрогонову балку з двома шарнірними та однією жорстко защемленою опорою, то момент на опорі – вертикальній (або похилій) сутичці буде трохи менше, а на жорсткій опорі – стрілі арки – трохи більше. Втім і така розрахункова схема не є точною, що відображає реальну роботу конструкції.

Проте подібний розрахунок можна зробити, наприклад, з використанням методу трьох моментів. Ну а для всіх інших порада: додайте по 1-2 цвяхи у вузлах кріплення крокв і стяжки зі сутичками.

Крокви тріснуло або просіло. Як своїми руками його посилити Просідання та руйнування крокв відбувається при неправильній експлуатації або у разі неправильного розрахунку навантажень. Для посилення та ремонту крокв використовуються накладки та підкоси.

2015-11-17T11:21:01+03:00

Крокви служать для передачі навантаження, створюваної решетуванням, покрівлею, снігом і вітром, підкроквяному брусу - мауерлату. При неправильній експлуатації, або внаслідок помилок, допущених при проектуванні даху, крокви просідають, згинаються та переламуються. Зруйноване крокви підлягає заміні, проте при своєчасному виявленні дефекту конструкція відновлюється та посилюється за допомогою накладних елементів та підкосів.

Прогин кроквяної ноги

Основною причиною цього дефекту є помилка чи відсутність розрахунків на вигин. Вибраний переріз кроквяної ноги цілком задовольняє вимогам до характеристик міцності, проте під навантаженням, що створюється сніговою кучугурою, тиском вітру і вагою покрівлі конструкція прогинається. Для посилення кроквяна нога нарощується по висоті.

До нижньої грані крокви кріпиться підмога - дерев'яний брус, рівний по товщині крокви. Підмога монтується між підкроквяним брусом і підкроквяною ногою, і кріпиться до крокви хомутами або монтажними цвяховими пластинами. Нижній кінець допомоги упирається в брус, а верхній лягає на підкроквяну ногу.

Посилення крокв на підкосах

У разі перевищення допустимих навантажень на нижню частину схилу можливий перелом крокви на підкосі. У цьому випадку посилення проводиться за допомогою дерев'яних накладок, рівних крокви по висоті. Накладки встановлюються з обох боків і кріпляться до крокви хомутами або цвяховим боєм.

На підкроквяну ногу встановлюються прибоїни, що збільшують товщину підкосу і служать опорою для накладок. Прибоїни кріпляться до підкосу цвяховим боєм.

Ремонт тріснувого крокви

При появі тріщин кроквяні ноги посилюються накладками та підкосами. Ремонт виконується в наступній послідовності:

Пошкоджене крокви вирівнюють, щоб воно виявилося в одній площині з іншими кроквяними ногами. Для цього до нижньої грані крокви набивається тимчасова накладка з поперечними брусками, в неї впирається важіль домкрата, крокви виводиться на необхідний рівень та встановлюється на тимчасову опору;

Виставлений крокв з двох сторін посилюється накладками довжиною 80-100 см. Накладки кріпляться за допомогою сталевих болтів або шпильок, з кожного боку від пошкодження встановлюється не менше двох болтів;

Після закріплення підсилювальних накладок опора та тимчасова накладка демонтуються.

Крокви, що тріснуло у двох і більше місцях, підлягає заміні.

Посилення та ремонт підгнилої крокви

Вогкість і недостатня вентиляція підпокрівельного простору часто стають причиною загнивання та ослаблення крокв у місцях спирання на мауерлат. Ремонт тріснулих і ослаблених крокв проводиться в наступній послідовності:

На кроквяну ногу з обох боків монтуються прибоїни. Вони встановлюються вище пошкодженого місця та кріпляться цвяховим боєм;

Монтуються підкоси. Верхні кінці підкосів упираються в прибоїни і кріпляться до крокви цвяховим боєм. Нижні кінці підкосів розсуваються і впираються в мауерлат або додаткове лежання.

У разі значної площі ураженої ділянки чи сколу на нижню частину крокви встановлюється протез. Він виготовляється з дерев'яних накладок або сталевих прутків:

Кроквяно встановлюється на тимчасову опору, уражена частина обрізається, зріз обробляється антисептиком;

На крокви з обох боків встановлюються дерев'яні накладки та закріплюються болтами або цвяховим боєм. Кроквило спирається на мауерлат і кріпиться до кладки стіни за допомогою дротяного скручування;

Протез із сталевих прутків обладнується опорними майданчиками, надягає на обрізане крокви і встановлюється на мауерлат. Необхідна жорсткість металевого протеза досягається за допомогою підкісних грат;

Найбільш підходящим матеріалом для каркасу даху вважається деревина сосни або модрини. Це зумовлюється їхньою міцністю.

Важливим вимогам до брусків і дошок є їх цілісність і відсутність пошкоджень. Перед їх монтажем, безпосередньо, в , слід обробити їх антисептичними та вогнетривкими розчинами.

Існують такі види дахів: одно- і двосхилі, вальмові чотирисхили, напіввальмові, шатрові або багатощипцеві скатні. Усі перелічені види зображені малюнку:

Кріплення мауерлату

Мауерлат - це основа, на яку припадає вагома частина навантаження всієї споруди. Мауерлат складається з балок, перетином 15х15 см, що встановлюються паралельно до ковзана. Ці балки вимагають надійного закріплення. Початок зміцнення даної основи береться ще при укладанні стін, коли між цеглою укладають так звану катанку – товстий дріт. Надалі вільними її кінцями обв'язують бруси.

Монтаж каркасу

Каркасом прийнято називати крокви, зачеплені з мауерлатом. Їх кріплення складається з трьох цвяхів на вузол. При цьому два цвяхи вбиваються хрест-навхрест через крокву відразу в мауерлат, а третій - перпендикулярно поверхні. Кінці балок кріпляться внахлест один до одного також цвяхами, або болтами.

Посилення даху

Як посилення дахів використовують таке пристосування, як ригель - це балки, що скріплюють протилежні один одному крокви. Кріплення також цвяхове.

Під час монтажу каркаса може виникнути проблема будівництва під правильним кутом. То як же не помилитися в розрахунках?

Кут нахилу даху може залежати від місцевого клімату. Для місцевостей з холодним кліматом характерний кут нахилу 40-45 градусів, що перешкоджає скупченню снігу на поверхні даху. У жарких регіонах кут нахилу може опускатися аж до трьох градусів. Кут слід вимірювати «уклономіром» після його розрахунку за формулою. Так, довжину покрівлі слід розділити надвоє, і отриманий результат ділити висоту ковзана.

Перед перекриттям даху проводиться решетування. Розміри дощок для неї рівні 25см завтовшки і по 2 м завдовжки. У разі подвійної решетування перший шар лягає паралельно ковзану, другий - перпендикулярно.

В результаті отримуємо, що робити дах будинку своїми руками процес швидкий, але вимагає належної уваги до найменших деталей. Для того щоб споруда прослужила довгі роки, необхідно при її зведенні дотриматися всіх необхідних вимог і нюансів.

Також не варто розмінюватися на дрібниці при виборі будматеріалів, оскільки це зіграє в мінус якості. Всі дошки та матеріали покриття повинні перевірятися на цілісність та якість.

Дедюхова Поліна

Для збільшення несучої здатності кроквяних ніг як в наслонних, так і висячих кроквяних системах застосовують установку балок (підмог), двосторонніх накладок і підкосів.

Посилення кроквяних ніг за допомогою

Як показують численні перевірочні розрахунки, крокви в прольоті між мауерлатною балкою і підкроквяною ногою з розмірами перерізу, підібраними за характеристиками міцності, часто не проходили розрахунок на прогин і доводилося збільшувати їх висоту. Виготовити кроквяну ногу змінного перерізу можна включенням до неї додаткової дерев'яної балки - підмоги. Підмогу кріплять у прольоті між мауерлатом і підкроквяною ногою, її висотою добирають висоту перерізу крокви, щоб воно проходило з розрахунку на прогин. Зміцнюють допомогу болтовими хомутами або металевими зубчастими пластинами.

У нерозрізній кроквяній нозі, як правило, виникає необхідність посилити вузол її спирання на підкіс. За розрахунковою схемою у вузлі опирання на підкіс виникає найбільший згинальний момент. Якщо посилення не виконати вчасно, згодом доведеться збільшувати переріз всієї кроквяної ноги. Прогину у цьому вузлі немає, тому можна збільшити не висоту крокви, яке ширину, шляхом закріплення двосторонніх дощатих накладок. Ширина накладок підбирається при розрахунку перерізу крокви на максимальний згинальний момент. Накладки кріпляться цвяховим боєм, болтами або, як і в попередньому випадку, болтовими хомутами. Якщо крокви вже посилюється підмогою, то її потрібно зробити довше і вивести край за вузол спирання на косовиці. У цьому випадку вирішується відразу два завдання: посилення опорного вузла та прогину у прольоті.

При реконструкції покрівлі під крутіший скат встановлюють нові крокви, зрощуючи їх зі старими (якщо вони не згнили) дощато-цвяховою перехресною стінкою. Нові крокви можуть бути введені як поверх старих крокв, так і нижче їх. Ферма, що при цьому утворюється, забезпечує не тільки новий ухил, але і підвищену жорсткість кроквяної конструкції. Цей метод дозволяє не розбирати старий дах та прискорює роботи, але й піддаховий простір не збільшує. Якщо метою зміни ухилу скатів було влаштування мансарди, то об'єм горища залишиться тим самим.

Посилення крокв пристроєм дощато-цвяхової ферми

Іноді кінець кроквяної ноги підгниє, спирання на мауерлат виходить ненадійним. У цьому випадку до нижнього кінця кроквяної ноги можна прикріпити додаткові підкоси, які впирають у ту ж мауерлатну балку або додаткове лежання. Рекомендується розсувати нижні кінці додаткових підкосів – вони забезпечують кращу стійкість крокви. А підкоси, що оперті на додатковий лежень, частково можуть зменшити прогин крокви в прольоті між підкроквяною ногою і мауерлатом. Додаткові підкоси кріплять цвяховим боєм з опорою в прибоїни на кроквах.

При використанні в будівництві даху сирої деревини (вологістю понад 25%) та недостатньої вентиляції холодного горища, при високо розташованих слухових вікнах, малої їх площі, або за відсутності горищних продухів, можливе загнивання нижнього кінця кроквяних ніг або мауерлату.

Також загнивання може наступити за відсутності або пошкодження пароізоляції та повітряних продухів у конструкції утепленого мансардного даху або закупорювання їх кінців. Або при зволоженні деревини кроквяних ніг та мауерлату в дахах будь-якого типу при протіканні покрівлі, або за відсутності гідроізоляційного шару між деревиною та кладкою стіни та зволоження деревини від кладки.

Існує кілька способів відновлення та посилення пошкоджених конструкцій.

1. Використання дерев'яних накладок. Їх використовують при одиночному пошкодженні кроквяних ніг. Посилення проводять шляхом встановлення підсилювальних дерев'яних накладок із закріпленням болтами або цвяховим боєм. Опирання накладок на мауерлат має бути всім торцем з подальшим встановленням дротяного скручування.

2. Використання пруткових протезів. Їх застосовують при масовому пошкодженні кроквяних ніг.

До початку робіт пошкоджену кроквяну ногу зміцнюють на тимчасових опорах, розбирають покриття і випилюють згниву частину кроквяної ноги.

Протез надягають на кроквяну ногу і укладають на мауерлат. Спиляний торець кроквяної ноги впирають в опорний майданчик протеза, який запобігає сповзанню.

Жорсткість верхнього стисненого пояса протеза забезпечує підкісні грати.

3. Використання накладок, що спираються на балку. Цей варіант застосовують при необхідності заміни згнилої ділянки мауерлата і кінця кроквяної ноги. До початку робіт кроквяну ногу зміцнюють тимчасовими опорами, вирізають згнілі ділянки ноги і мауерлата, забивають у кладку милиці і укладають на них балку довжиною 1 м. Якщо конструкція стін і перекриття дозволяє, а найчастіше це саме так, то на стіну або перекриття укладають метровий шматок лежання. У цю балку впирають два підкоси, закріплені на цвяхах по обидва боки кроквяної ноги. Решетку підтримують новою подовженою кобилкою

При недостатньому повітрообміні горищного приміщення, а внаслідок цього розвитку грибкових спор та загнивання деревини дерев'яних конструкцій даху проводять ряд заходів для відновлення вентиляції (рис. 74). У горищному приміщенні слід вивчити характер руху повітря, визначити температуру повітря на верхній межі утеплювача (вона не повинна перевищувати 2°С за будь-якої негативної температури зовнішнього повітря) і влаштувати додаткові продухи та слухові вікна. Площа перерізу слухових вікон і продухів повинна становити 1/300-1/500 площі горищного перекриття.

Ширина продухів повинна бути в межах 2-2,5 см. Потрібно виміряти і при необхідності збільшити до розрахункової товщину утеплювача. Утеплювач, що злежався, необхідно розпушувати приблизно один раз на п'ять років. У зовнішніх стін при ширині до 1 м товщина його може бути збільшена до 50% вище за розрахункову. Слід перевірити і, якщо необхідно, відновити пароізоляцію під шаром утеплювача.

Влаштування нормального процесу повітрообміну в горищному даху

У разі надбудови споруди реконструкційні заходи передбачають повну заміну даху. Відповідно до проекту та ескізів архітекторів, вона набуває більш складних і архітектурно-виразних форм, але в її основу знову-таки закладена кроквяна система.

Як матеріал для конструкції даху найкраще вибрати дерево, так як воно має невелику вагу і технологічні в монтажі.

Звичайно, є й певні недоліки, деревина добре горить і схильна до гниття. Тому вже на стадії проектування повинні бути передбачені (а при експлуатації суворо дотримуватися) конструктивні та захисні заходи, до яких відносяться: влаштування прокладок з водоізоляційних матеріалів у місцях зіткнення дерева з цеглою, запобігання протіканню покрівлі, створення та підтримка безпеки вологоізоляційного та пароізоляційного шарів, обладнання вентильованих зазорів, а також обробка деревини антисептиками або вогне- та біозахисними препаратами.

Залежно від форми даху, наявності та розташування внутрішніх опор, величини прольоту, а також діючих навантажень, конструкція кроквяної системи може бути різною, але вона завжди складається з наступних елементів:

Наслонні кроквивстановлюють у будинках з внутрішніми несучими стінами, спираючи кроквяні ноги не менше ніж у трьох місцях. Залежно від величини прольоту може бути відповідно збільшено кількість проміжних точок спирання. У кам'яних будинках такі крокви спираються на мауерлати (опорні бруски, жорстко пов'язані з конструкцією стіни) та кріпляться до них. Верхні кінці крокв з'єднують бічними накладками внахлест і спирають на стійки, розташовані в середній частині кроквяної ферми. Такі елементи працюють як балки лише на вигин.

У будівлях без несучих внутрішніх стін встановлюють конструкції з висячих крокв. Вони спираються лише на дві крайні опори (наприклад, лише стіни будівлі без проміжних опор). У цьому випадку кроквяні ноги працюють на стиск та вигин. Крім того, конструкція створює значне горизонтальне зусилля, що розпирає, яке передається стінам. Зменшити це зусилля допомагає затягування (дерев'яне або металеве), що з'єднує кроквяні ноги. Вона може бути як у підстави, і вище. Чим вище вона знаходиться, тим сильніше їй належить бути. І тим надійнішим має бути її з'єднання зі кроквами.

Мауерлат.Кроквяні ноги спираються не на самі стіни, а на опорний брус - мауерлат. У дерев'яних конструкціях мауерлатом є верхній вінець зрубу (колода, брус). При цегляних стінах це спеціально встановлюваний урівень з внутрішньою поверхнею стіни брус (з зовнішнього боку він повинен огорожуватися виступом цегляної кладки). Між мауерлатом і цеглою обов'язково прокладається шар вологоізолюючого матеріалу (наприклад, два шари руберойду).

Верхні кінці кроквяних ніг, якщо це необхідно, можуть підтримуватись системою стійокі розкосів. Їхнє завдання — розвантажити кроквяні ноги, передавши навантаження на внутрішні стіни або опорні стовпи, а також забезпечити жорсткість конструкції.

У місцях відсутності несучих стін п'яти кроквяних ніг можуть спиратися на потужні поздовжні балки — бічні прогони, довжина яких обмежена навантаженням, що діє на них.

Коньковий прогін.У вершині кроквяної конструкції будь-якого даху укладають прогін, що з'єднує крокви (ферми) між собою. Саме на ньому буде надалі влаштований коник даху.

Якщо в площині кроквяних ніг жорсткість забезпечується самими кроквяними фермами, то для протистояння вітровим навантаженням, що діє, наприклад, з боку щипця (фронтону), у кожному схилі даху встановлюють необхідну кількість діагональних зв'язків. Ними можуть служити дошки товщиною 30-40 мм, прибиті до основи крайньої кроквяної ноги та до середини (або вище) сусідньої.

Найбільш економічним та конструктивно найпростішим є рішення із застосуванням наслонних крокв. Бажано таке розташування основних опор, яке приводить конструкції крокв до симетричних та врівноважених рішень.

У напрямку поздовжньої осі будівлі поздовжня стійкість крокв та міцність їх опор повинні забезпечуватися системою стійок, прогонів та підкосів, а міцність основи підкроквяних стійок – відповідними підкладками та лежнями. Кінці кроквяних ніг, укладених на мауерлати, слід пов'язувати з нижньою кладкою дротяними скрутками, що прикріплюються до йорж, які закладають у кладку. Відстань від верху горищного перекриття до верху мауерлата не слід робити більше 50 см, а до низу середнього лежання – 40 см. висота від того ж перекриття до низу ригеля для зручності руху по горищі не повинна бути менше 1,8 м.
Кроквяна система повинна мати достатню міцність і стійкість, щоб витримувати масу власних конструкцій і людей, що працюють на даху, а також снігове і вітрове навантаження. Тому всі елементи обов'язково повинні розраховуватися, а вже за результатами розрахунку підбираються необхідні перерізи та проводяться всі необхідні перевірки.

Основним призначенням покрівлі є захист від атмосферної вологи.

Настилслужить для укладання та підтримки покрівлі, приймає навантаження від своєї ваги покрівлі, тиск вітру, ваги снігу тощо. і передає їх на кроквяні конструкції. Також він сприяє правильній вентиляції повітря всередині покрівлі, що знижує небезпеку загнивання, різко зменшує рівень конденсації вологи. На їх виготовлення витрачається більшість деревини, що використовується при спорудженні дерев'яних покриттів, тому їх економне проектування багато в чому визначає економічну ефективність покриття в цілому. Настили не тільки служать основою водо- та теплоізоляційних шарів покриття, але й беруть участь у забезпеченні стійкості кроквяних та підкроквяних конструкцій при сприйнятті основних вертикальних та вітрових навантажень.

Конструкція настилу залежить від типу покрівлі та теплоізоляційних властивостей покриття. При рулонному покрівлі він повинен мати суцільну рівну дощату або фанерну поверхню, на яку можна безпосередньо наклеювати рулонний килим. Утеплювач при цьому може бути жорстким і розташовуватися поверх настилу під покрівлею або бути м'яким і розташовуватися в порожнинах, як у клеєфанерних плитах. Сам настил складається з двох шарів дощок, що з'єднуються цвяхами. Верхній захисний шар із дощок товщиною 16-22 мм і шириною не більше 100 мм укладають під кутом 45 0 до нижнього робочого настилу, який для кращого провітрювання роблять розрідженим із дощок товщиною 19-32 мм (за розрахунком).

При покрівлі з штучних матеріалів у вигляді хвилястих листів азбестоцементу, склопластику, металевих листів або черепиці настил повинен мати для них окремі опори у вигляді дощок або брусів обрешітки перетином не менше 50х50 мм або відкритих ребер клеєфанерних плит. Утеплювач при цьому може бути м'яким і розташовуватися між брусками решетування або між ребрами клеєфанерних плит. З таким видом покрівлі особливо ефективно застосування дерев'яних покриттів, оскільки вона паропроникна, сприяє висиханню деревини та перешкоджає її загниванню.

Для виготовлення настилів та решетування, як правило, застосовують деревину хвойних порід третього сорту. Допускається застосування деревини м'яколистяних порід: тополі, осики та вільхи для решетування, а також одинарних настилів за умови доступності огляду та провітрювання горищних приміщень.

Настили та решетування під покрівлю розраховують за двома варіантами поєднання навантажень:

З загальна вага і сніг (розрахунок на міцність та прогин);

Власна вага та зосереджений монтажний вантаж 1 кН (розрахунок лише на міцність).

При розрахунку по другому поєднанню вантаж приймають із коефіцієнтом надійності по навантаженню ( ɣ f=1,2) і розподіляють на дві дошки або бруска при відстані між їхніми осями, що дорівнює або менше 150 мм, і на одну дошку або брусок при відстані більше 150 мм – при одиночному настилі. При подвійному дощатом перехресному настилі зосереджений вантаж розподіляють на ширину 500 мм робочого настилу.

Розрахунковий опір деревини вигину при розрахунку настилів та решетування покрівлі множать на коефіцієнт умов роботи 1,15. При розрахунку зосереджений вантаж, крім того, розрахунковий опір множать на коефіцієнт 1,2 (монтажне навантаження).

Настили та решетування розраховують з урахуванням їх нерозрізності в межах двох прольотів. За розрахунковий проліт lприймають відстань між осями кроквяних ніг.

При завантаженні двопрогонової балки рівномірно розподіленим навантаженням від власної ваги та снігу найбільший згинальний момент на середній опорі дорівнює:

де q– рівномірно розподілене навантаження від власної ваги та снігу, кН/м;l- Розрахунковий проліт, м.м.

А відносний прогин у прольоті:

де q n– нормативне розподілене навантаження від власної ваги та снігу, кН/м;E J

При завантаженні двопролітної балки власною вагою gта зосередженим вантажем Рнайбільший момент у прольоті дорівнює:

де g- Власна вага елемента, кН / м;P- Зосереджений монтажний вантаж, кН.

При кутах нахилу покрівлі ? Тому повне навантаження на 1 пог. м бруска складає:

,
p c– снігове навантаження на 1 м2 горизонтальної проекції покрівлі;s- Відстань між осями брусків по схилу покрівлі.

Міцності брусків обрешітки перевіряють з урахуванням косого вигину за формулою:

де М х і М у - складові розрахункового згинального моменту щодо головних осей х і у, кН · м;W х і W у - моменти опору поперечного перерізу бруска для осей х і у см 4 ;Ru- Розрахунковий опір бруска на вигин бруска, кН/см 2 .

Повний прогин бруска з урахуванням косого вигину визначають за формулою:

,
де f x і fу - прогини бруска по осях х і у, див.

В якості прикладурозглянемо блок-схему розрахунку розрідженого настилу (решетування)під покрівлю з металочерепиці за таких даних: кут нахилу покрівлі до горизонту α = 30° (cos α = 0,866; sin α = 0,5); відстань між осями брусків s = 60 см ; відстань між осями кроквяних ніг В = 80 см; нормативний сніговий покрив – 224 кг/м 2 . Решетування проектуємо з брусків перетином 5 х 5 см.

Визначимо погонне рівномірно розподілене навантаження на один брусок, збір навантажень, представивши в табличній формі.

Збір навантажень на решетування

	q н , кН/м	Коефіцієнт навантаження	q р , кН/м
Постійна:
Металочерепиця	0,02	1,05	0,02
Брусок решетування 0,05м х 0,05м х 5кН/м3	0,013		0,014
Разом:	0,03		0,03
Тимчасова:
	0,78		1,10
Усього:	0,81		1,13

Ґрати розглядаємо як двопрогонову нерозрізну балку з прольотом l= У = 80 див.Визначаємо найбільші згинальні моменти:

а) для першого поєднання навантажень (власна вага та сніг):

б) для другого поєднання навантажень (власна вага та монтажне навантаження):

Невигідніший для розрахунку міцності бруска - другий випадок навантаження.

Так як площина дії навантаження не співпадає з головними площинами перерізу бруска, брусок розраховуємо на косий вигин.Складові згинального моменту щодо головних осей бруска рівні:

Моменти опору та інерції перерізу:

W x = 21см 3; W y = 21 см 3; J x = 52см 4; J y = 52 см 4 .

Найбільша напруга:

При розрахунку з другого випадку навантаження перевірка прогину бруска не потрібна. Визначимо прогин бруска при першому поєднанні навантажень:Прогин у площині, перпендикулярній схилу:

див.

Прогин у площині, паралельній схилу:

див.

Повний прогин: див.

Відносний прогин:

Кроквяні ноги влаштовують з дощок, брусів, пластин або колод. Для виготовлення крокв використовують колоди невеликих діаметрів (12-24 см), у той час як для отримання пиломатеріалів необхідного перерізу потрібен круглий ліс великих діаметрів (пиловник). Розрахунковий опір вигину для колод R u = 1,6 кН/см 2 більше, ніж для дощок R u = 1,3 кН/см2 , а також у колодах вища межа вогнестійкості.

Наслонні крокви при правильному їх конструюванні та пристрої – безрозпірна конструкція. Щоб крокви не викликали появу розпіру, треба опорні площини врубок у місцях опирання кроквяних ніг на мауерлати і прогони робити горизонтальними і погашати розпір, що викликається поздовжніми зусиллями, що виникають у кроквяних ногах, пристроєм горизонтальних парних сутичок або ригелів.

Кроквяні ноги при кутах нахилу покрівлі α = 10 0 розраховують як балки з горизонтальною віссю, а при кутах α = 10 0 - як балки з похилою віссю. У другому випадку постійне навантаження, обчислене на 1 м 2 поверхні (скату) покрівлі, ділять на cos α, приводячи її до навантаження на 1 м 2 плану покриття. Навантаження на кроквяну ногу збирається з вантажної площі, ширина якої дорівнює кроку розміщення крокв.

У випадках, коли прольоти великі, проектують збірні покрівлі, окремі монтажні елементи яких доставляються на будівельний майданчик, де проводиться їх укрупнювальне складання та встановлення на місці.

Розрахунок збірних наслонних крокв під покрівлю з металочерепиці для будівлі завширшки 5,1 +2,1 +5,1 = 12,3 м ведемо з урахуванням конструктивної схеми будівлі. Зовнішні стіни будівлі – цегляні, горищне перекриття збірне залізобетонне, як внутрішні опори виступають внутрішні несучі цегляні стіни. Кут нахилу покрівлі до горизонту α = 30 ° (cos α = 0,866; sin α = 0,5). Нормативний сніговий покрив - 224 кг/м2.

Кроквяну конструкцію проектуємо з наступних складальних елементів: обрешітки 1, кроквяних ніг 2, трикутних безрешітчастих ферм 3, мауерлатів 4, прогонів 5 і опорних рам 6.



Збірні наслонні крокви

Деталі кроквяної ноги, ферми, прогону та опорної рами: 1 – кроквяна нога; 2 – ригель; 3 – стійка; 4 - підкіс

Крок розміщення стопил приймаємо В = 0,8 м. решетування влаштовуємо з брусків перетином 50 х 50 см, розрахунок решетування аналогічний розрахунку настилу.

Розрахунок кроквяних ніг. Кроквяні ноги спираються одним кінцем на мауерлат перетином 15 х 15 см, а іншим – на консоль трикутної форми. Консолі влаштовані для зменшення довжини (яка має бути не більше 6.5м) та розмірів перерізу кроквяних ніг.

Кроквяні ноги сконструйовані з двох дощок, скріплених в один монтажний елемент за допомогою прокладок на цвяхах. Вісь мауерлата зміщена щодо осі стіни на 10см. Спочатку визначається навантаження на 1 пог.м горизонтальної проекції кроквяної ноги.

Збір навантажень на кроквяну ногу

	q н , кН/м	Коефіцієнт навантаження	q р , кН/м
Постійна:
Металочерепиця	0,03		0,04
Обрешітка 0,05м х 0,05м х 5кН/м3	0,03		0,02
Контробрешітка 0,05м х 0,05м х 5кН/м3	0,01		0,01
Гідропароізоляційна плівкаЮтафол Д	0 ,001		0,001
Кроквяна нога 0,15м х 0,2м х 5кН/м 3:0,866	0,17		0,19
Разом:	0,24		0,26
Тимчасова:
	1,79		2,51
Усього:	2,03		2,77

Виліт консолі ферми приймаємо рівним з = 100 см. Тоді проліт кроквяної ноги в плані l 1 = 510 - 10 - 100 = 400 см . Згинальний момент:

де q – сумарне (постійне та снігове) навантаження на 1 пог.м. горизонтальної проекції кроквяної ноги, кН/м;

l- Проліт кроквяної ноги в горизонтальній проекції, м.

Приймаємо перетин із двох дощок 5 х 20 см з моментом опору та моментом інерції:

W = 667 см 3 та J = 6667 см 4 .

Напруга вигину не повинна перевищувати розрахункового опору елемента на вигин:

де М- згинальний момент, кН · м;W- момент опору поперечного перерізу кроквяної ноги, см 4;Ru- Розрахунковий опір на вигин кроквяної ноги, кН/см 2 .

Відносний прогин:

де q n– нормативне розподілене навантаження на кроквяну ногу, кН/м;E- модуль пружності деревини, кН/см2;J- Момент інерції перерізу, см 4 .

Опорна реакція:

Складові опорної реакції, спрямованої вздовж осі кроквяної ноги, викликає в ній і в консолі трикутної ферми розтягування

Z = V sin α = 5,54∙0,5=2,77 кН

Для сприйняття цієї складової у місці опису кроквяної ноги на консоль ставимо один болт (d = 12 мм), що працює як однозрізний нагель. Зусилля, яке може витримати болт: T н =3,6 кН> 2,77 кН.

Розрахункові схеми: а – кроквяної ноги; б – ферми; в – прогону; г – опорної рами

Розрахунок ферми.Трикутна безрешітка ферма сконструйована з двох похилих дощатих елементів з консолями та затяжки. Вона може бути доставлена на місце зведення в готовому вигляді або «розсипом» з доставкою окремо елементів верхнього пояса та затяжки та подальшого складання їх на будівельному майданчику.

Ферму розглядаємо як найпростішу стрижневу систему, навантажену рівномірно розподіленим навантаженням.

Стисне зусилля у верхньому поясі ферми визначаємо за формулою:

Згинальний момент на опорі:

Перетин пояса приймаємо так само, як і кроквяної ноги, тобто. 2 х 5 х 20 див.

Напруга в опорному перерізі:

де R c- Розрахунковий опір стиску, кН/см 2 ;R u- Розрахунковий опір вигину, кН/см 2 ;N- Стисне зусилля у верхньому поясі ферми, кН;F- Площа поперечного перерізу пояса, см2.

Внаслідок великої розвантажувальної дії консолі перевірку перерізу пояса в прольоті не проводимо. Стійкість пояса з площини системи забезпечується жорсткістю щитів решетування.

Зусилля у затяжці визначаємо за формулою

Крім того, на затяжку передається горизонтальна складова зусилля, що розтягує, в консолі. Повне зусилля в опорному перерізі консолі:

Горизонтальна складова цього зусилля

Повне зусилля, що розтягує затягування,

Затяжку приймаємо з однієї дошки перетином 5 х 13 см, що з'єднується з верхнім болтом поясом (d = 12 м), і чотирма цвяхами 5 х 150 мм, що працюють як двозрізні нагелі.

Несуча здатність болта:

де k а- Коефіцієнт, що визначається за нормативними документами;T c- Несуча здатність нагеля на один зріз, кН.

Довжина заміщення кінця цвяха у другому крайньому елементі за формулою:

де l гв- Довжина цвяха, см;a - товщина крайнього елемента, що пробивається, см;с - товщина середнього елемента, що пробивається, см;п ш- Число швів, що пробиваються цвяхом;d гв- Діаметр цвяха, див.

Несуча здатність цвяха:

по першому зрізу;

по другому зрізу;

на обидва зрізи

Повна розрахункова несуча здатність з'єднання

де 0,9 - коефіцієнт, що враховує зниження несучої здатності з'єднання, виконаного на нагелях різних видів.

Розрахункова площа нетто затяжки:

Напруга розтягування:

де R p- Розрахунковий опір розтягуванню.

Перевіримо консоль на розтяг з вигином в опорному перерізі:

Площа нетто:

Напруга в розтягнутому елементі:

Прогони укладаються на опорні консольні рами. Повна довжина вильоту консолі рами а 1= 160 см. Розрахункова довжина вильоту може бути прийнята рівною повною довжиною, зменшеною на 0,01 l 1, тобто.

Тиск від кроквяних ніг на прогін з урахуванням власної ваги підкроквяної конструкції (приймаючи його орієнтовно рівним 2,5% навантаження):

Максимальний згинальний момент у прогоні:

Перетин прогону приймаємо 15 х 20 см з W= 1000 см3.

Напруга вигину у прогоні знайдемо за формулою:

Отвори для болтів просвердлені заздалегідь лише у прогоні. У підбалці рами отвори свердлять через прогін тільки після остаточного складання, вивіряння та скріплення прогону з підбалкою монтажними цвяхами.

Опорна рама складається з підбалки, стійки та двох підкосів, скріплених в один монтажний елемент накладками на цвяхах.

Підбалка спирається на підкоси та стійку, тому в розрахунковому відношенні її можна розглядати як двопрогонову балку з консолями.

Згинальний момент у точці З перетину осей підбалки та підкосу становить:

Опорний тиск у точці С дорівнює:

Тангенс кута нахилу осі підкосу до горизонту:

цьому відповідають: β = 65,41 0 , cos β = 0,0,416;sin β = 0,909.

Стисне зусилля в підкосі:

Вільна довжина підкосу:

Переріз підкосу приймаємо 10 х 15 см.

Тоді гнучкість дорівнюватиме:

Коефіцієнт поздовжнього вигину φ визначимо за. λ = 107 > 70, тоді:

де А= 3000 – коефіцієнт для деревини.

Перевіримо перетин на стійкість:

де F січ- Площа поперечного перерізу підкосу, см2.

Глибину врубки підкосу в підбалку приймаємо рівною h вр= 3 див.

Напруга зминання у врубці знаходимо за формулою:

де b- Ширина поперечного перерізу підкосу, см;R смβ- Розрахунковий опір зминання у врубці при вугіллі β.

Підбалку приймаємо із бруса перетином 15 х 15 см.

Площа та момент опору ослабленого врубкою перерізу підаблки рівні:

Підбійка в розрахунковому перерізі працює на спільну дію розтягування та вигину. Зусилля розтягування у підбалці:

Це зусилля щодо осі ослабленого перерізу прикладено з ексцентриситетом:

Зворотний згинальний момент від ексцентричного докладання розтягуючої сили в підбалці:

Розрахунковий згинальний момент:

Напруга розтягування в підбалці:

З метою підвищення індустріальності скатного дерев'яного покриття за масової реконструкції можна застосувати дерев'яні ферми. Трикутні рівнопанельні дерев'яні ферми прольотом до 15 м розраховуються аналогічно. Їх складання та монтаж не потребує потужних вантажопідйомних механізмів. Всі елементи ферми виконуються з дерев'яного бруса, за винятком стійок, що виконуються із сталевих гнутозварних елементів.

Висота ферми визначається за прольотом:

h ф =1/4L ф при L ф 14 м- 6-ти панельна ферма

h ф =1/5L ф при L ф 14 м- 8-ми панельна ферма

Крок ферм залежить від навантажень на покриття і в будівлях такого типу зазвичай становить 3 до 6 метрів. П ространську жорсткість такої конструкції покриття надають зв'язку.

Вертикальні зв'язки між фермами розміщуються так, щоб жодна ферма не залишилася без вертикальних зв'язків, що призводить до їх розміщення через проліт між рамами, а при парній кількості прольотів вони встановлюються поспіль у двох прольотах (наприклад, у одного з торців будівлі). Зв'язки верхніх поясів ферм розміщують у торцевих прольотах, але якщо довжина будівлі перевищує 30 м, то вони встановлюються і в центральних прольотах, наскільки можна з рівним кроком. Зв'язки нижніх поясів ферм розставляються те щоб їх проекція на горизонтальну площину збігалася з проекцією зв'язків верхніх поясів ферм. Перераховані зв'язки прийнято називати вітровими, так як вони, надаючи просторову жорсткість конструкції, дозволяють поряд з іншими елементами каркасу розподіляти вітрове навантаження, що діє на торець будівлі між фермами.

Прогонирозташовуються вздовж будівлі по вузлах верхніх поясів ферм. Кроквяні ноги укладаються поперек прогонів у площині верхніх поясів ферм з кроком від 0.8 до 1.2 м залежно від величини снігового навантаження. Крок кроквяних ніг прийнятий рівним 1 м.

Робочий настилрозраховується на міцність і прогин, як нерозрізна 2-х прогонова балка.

Конструкція покрівлі: 1 – до покрівельне покриття, 2 – б руски обрешітки та контробрешітки, 3 – п відкрівельний вентильований зазор, 4 – гідроізоляція, 5 – в ентильований зазор над утеплювачем покрівлі, 6 – м ежстропільний (основний) утеплювач, 7пароізоляція, 8 - д одатковий (підкроквяний) утеплювач, 9 — внутрішнє облицювання

Розрахункова схема розрахунку настилу

Найвідповідальнішими елементами дерев'яних ферм є стрижні нижнього розтягнутого пояса, на роботі яких великою мірою позначається шкідливий вплив неминучих у будівельній деревині пороків (сучків, кососла, тріщин), тому при конструюванні, відборі лісоматеріалів, виготовленні та спостереженні за фермами стрижням нижнього пояса слід приділяти особливу увагу.

З метою найбільш раціонального використання переваг конструктивних матеріалів, розтягнуті елементи дерев'яних ферм та виконують металевими.

Економічність ферм визначається насамперед витратою деревини та металу, а також трудомісткістю виготовлення та монтажу конструкції.

При оцінці типів дерев'яних ферм щодо витрати деревини необхідно мати на увазі, що вартість деревини великою мірою залежить від ступеня обробки та сортаменту застосовуваних лісоматеріалів. Так вартість окантованих брусів майже в півтора рази, дощок у 2 рази та чистообрізних брусів приблизно в 2,5–3 рази вищі за вартість круглих лісоматеріалів.

Істотний вплив на витрату деревини та металу може зробити контур зовнішнього контуру ферми. Теоретично найвигіднішим контуром контуру є таке, при якому контур ферми наближається до контуру епюри моментів.

При тих самих навантаженнях, якості лісоматеріалів, прольотах і висотах ферм найлегшими, отже, і які вимагають найменшого витрати деревини, будуть сегментні ферми і тришарнірні арки їх. Простота конструкції та економічність, зумовлені статичними властивостями сегментних ферм, забезпечують широке поширення цих ферм у будівництві.

Багатокутні ферми з ламаним контуром верхнього пояса також мають відносно невелику вагу і відрізняються простотою вузлових сполучень та економічністю.

Полігональні ферми з нахилом верхнього пояса в 1/10-1/5 виходять більш важкими, ніж сегментні ферми, але все-таки значно економічнішими, ніж ферми прямокутного та трикутного контуру.

Найбільш важкими із усіх типів ферм виявляються трикутні ферми. Їх застосовують, як правило, для покрівель із матеріалів, що вимагають значного ухилу (черепиця, шифер тощо).

Використані джерела:

1. Капітальний ремонт кроквяної системи та рекомендації щодо її посилення

http://srubnbrus.com/952.html

2. СП 31-105-2002. 6.2 Влаштування каркасу

3. Дерев'яні ферми. Вибір схеми ферми та її розрахунок

http://vunivere.ru/work3477

4. Проектування та розрахунок дерев'яних конструкцій: Довідник/І. М Гринь, В. В. Фурсів, Д. М. Бабушкін та ін; За ред. І. М. Гриня. - К.: Будівельник, 1988. - 240 с: іл.

5. СП 64.13330.2011 Дерев'яні конструкції. Актуалізована редакція

Приваблива простота даху з єдиним схилом вселяє думки про можливість проявити себе на терені успішного будівельника. Споруда невигадливої конструкції полягає в банальному укладання кроквяних ніг на опорні стінки. Жодних складних вузлів, складних і численних стиківок.

Проте навіть у найпростішій теслярській справі є хитрощі, які потребують досконального вивчення. Майбутньому виконавцю треба твердо знати, як проводиться кріплення стопил односхилим даху, щоб унеможливити деформацію та пошкодження елементів каркасної системи.

Схема кроквяного каркаса односхилим даху до краю проста. Являє собою ряд паралельно укладених дощок або брусів, що спираються краями на дві стіни, що розрізняються по висоті. Для встановлення та кріплення кроквяних ніг до будівельної конструкції використовується перехідний елемент, виконаний з деревини.

Залежно від типу коробки, що облаштовується, і матеріалу стін функцію перехідного елемента виконує:

Мауерлат. У схемі односхилим даху це дві окремо укладені дерев'яні балки, що завершують бетонні або цегляні стіни.
Верхня обв'язка каркасної споруди. Встановлений поверх стійок каркаса пояс із подвійної пошитої дошки або бруса.
Верхній вінець стопи, складеної з бруса чи колоди.

Кроквяні ноги і контактують з ними елементи виготовлені з деревини, що має властивість змінювати власні розміри за коливаннями вологого фону і перепадами температури. Весняною та осінньою часом, особливо в дощовий період, довжина кроквяних ніг буде дещо більшою, ніж посушливим літом та морозною зимою.

Уявіть, що буде, якщо жорстко закріплена вгорі і внизу крокви збільшиться в розмірах. З'являться дірки в гідроізоляції, розбовтається кріплення, зрушать листи шиферу, зміститься. До того ж прогин та пучення каркаса даху неодмінно позначаться на його зносостійкості.

Проте зміни лінійних розмірів крокв – зовсім не головна заковика дерев'яних кроквяних систем. Неприємним сюрпризом, якщо його не врахувати, стане осідання щойно побудованої коробки.

Найяскравіше вона проявляється біля дерев'яних стін, але конструкцій з бетону та цегли теж дуже характерна. Згадаймо, що односхилі дахи спираються на стінки різної висоти. Без розрахунків можна зрозуміти, що просядуть вони різні величини. Тобто. Виникає небезпека, що з-за різниці в просіданні стін новий дах не просто змінює кут ухилу. З'явиться ймовірність порушення вузлів із вкрай негативними руйнівними наслідками.

Незважаючи на простоту односхилих дахів та близький до горизонталі напрям укладання стропілін, про перераховані ризики забувати не можна. Вузли, що застосовуються на кріплення кроквяних ніг односхилим даху, повинні враховувати «капризи» деревини.

Робота розробника власного проекту односхилим даху полягає у пошуку правильного вирішення трьох важливих завдань, згідно з якими:

Повинна бути забезпечена можливість переміщення дерев'яних деталей щодо один одного.
Слід виключити всі можливі чинники порушення сполук.
Необхідно надати стропілінам можливість адаптуватися до наслідків просідання стін, щоб вони змогли прийняти стійку позицію.

Кроквяні ноги односхилих дахів, зведених над стінами рівної висоти, відносяться до розряду наслонних. Висячий тип застосовується, якщо коробка, що облаштовується, має стіни рівної висоти, і скат формується кроквяними трикутниками.

З кріпленням трикутників все зрозуміло: горизонтальною стороною вони встановлюються на обв'язку або мауерлат, мають з опорними елементами максимальну площу стикування, фіксуються звичайним способом.

З наслонними кроквяними ногами все набагато складніше. Встановлюються вони під кутом до опорних елементів. Без обробки та підготовки до монтажу крокви мають лише дві ненадійні точки зіткнення з обв'язкою або мауерлатом.

Наскільки б не було потужним кріпленням, двох точок зовсім недостатньо для міцної посадки деталі. Навіть при незначній дії такий скат банально з'їде вниз разом з суцільною решетуванням і багатошаровим. Однак є придумані ще древніми будівельниками методи, що дозволяють уникнути подібних колотнеч.

З метою запобігання небажаним переміщенням збільшують площу контакту крокви і опорного елемента, для цього проводиться:

Вибірка врубок. Це випили у формі трикутника чи трикутника із зубом. Випилюють їх тільки на кроквах, щоб не послаблювати несучий мауерлат.
Запил верхнього або нижнього краю кроквяної ноги, завдяки чому створюється опорний майданчик, що підвищує стійкість. Виконується строго вертикально чи горизонтально.

Залежно від виду та місця відпилювання або торцювання врубки та запили можуть обмежувати та не обмежувати рух дерев'яної деталі. Обмеження вважаються відносними, тому що абсолютно жорстких кріплень у будівництві односхилих дахів немає. Фахівці класифікують вузли, що застосовуються за ступенями свободи: від однієї до чотирьох.

У спорудженні дахів з одним схилом найчастіше фігурують:

Вузли кріплення з одним ступенем свободи – практично нерухомі з'єднання, що дозволяють стропіліні трохи повертатися навколо точки кріплення.
Вузли кріплення з двома ступенями свободи – з'єднання, що забезпечують можливість повороту навколо кріплення та незначного горизонтального усунення.
Вузли кріплення з трьома ступенями свободи – з'єднання, що дозволяють поворот та усунення по горизонталі та вертикалі.

Наявність ступенів свободи зовсім не означає, що кроквяна спроможність вільно обертатися і переміщатися в районі вузла. Кріпляться вони досить жорстко, адже їм належить тримати решетування, або інший вид покриття, сніговий покрив.

З'єднання виявить власні можливості у разі перевищення навантаження. Тоді кроквяні ноги лише перемістяться і займуть нове положення, а система залишиться без пошкоджень.

Будь-яка схема односхилого даху нам наочно зображує наявність як мінімум двох сполучних вузлів. Поділимо їх умовно на верхні та нижні. У спорудженні кроквяних дахів діє правило: якщо один із вузлів закріплений жорстко, то у другого має бути більше можливостей для пересування.

Проеціюючи і спрощуючи технологічний принцип, можна сказати: якщо кріплення у верхніх вузлах односхилим даху виконані жорстко, то нижні з'єднання повинні бути вільнішими, щоб забезпечити можливість зміщення при перевищенні тиску. І навпаки: якщо нижнє кріплення майже нерухоме, то вгорі крокви необхідно забезпечити якимось резервом для пересування і повороту.

Після знайомства з теоретичною стороною питання кріплення стропілін односхилим даху можна приступати до практичних досліджень затребуваних вузлових схем. Зазначимо, що більшість проектів систем з єдиним схилом розраховано на встановлення стропілін, що формують звиси за рахунок власної довжини. Проте під час перекриття великих прольотів буває, що не вистачає нормативних розмірів пиломатеріалу. У цих випадках до крокв пришиваються кобилки, що створюють звис. Встановлюються вони збоку до встановленої ноги і принцип формування вузла взагалі впливають.

Другою причиною використання кобилок у формуванні звисів є занадто важка крокви, яку дуже важко піднімати і встановлювати. Третя причина у особливостях вузлових кріплень: якщо нижня п'ята встановлюється на повзун з отторцованным краєм.

№ 1: Опора вгорі та шарнірно-рухливий низ

Схему з жорстко закріпленим верхом і щодо рухомим низом застосовують у влаштуванні дахів над прибудовами, у спорудженні об'єктів з крутим дахом та значною різницею між висотою опорних стінок.

Простіше кажучи, там, де верхній край крокви упирається в дерев'яну балку, прогін або стіну основної будівлі та простору для руху їй не залишено. Нижній вузол у таких ситуаціях розраховується на повзун, що дозволяє трохи зміститися.

Алгоритм класичного варіанту з опорою верху на прогін:

Встановлюємо опори прогінної рами. На обв'язку каркасної будівлі з протилежних сторін встановлюємо опори, пошиті із трьох відрізків дошки 25×100. Середній відрізок повинен бути на 75мм коротший за крайні, щоб сформувалося своєрідне виїмка.
Споруджуємо прогінну раму. У виїмку укладаємо дошку 25×150 потрібної довжини.
До торця майбутнього даху прикладаємо дошку 25х100 довільної довжини, але більше діагоналі, проведеної від вершини прогінної рами до обв'язки, приблизно на 30см. Відзначаємо вертикальну лінію верхнього запила, окресливши прилеглу грань прогону. Відзначаємо лінію нижнього запила та вертикаль для торцювання краю крокви.
Викроюємо крокви згідно з відмітками, приміряємо її за фактом, при необхідності коригуємо запили.
Згідно з виготовленим шаблоном викроюємо і монтуємо кроквяні ноги.

Тип кріплення вибираємо, виходячи з передбачуваного навантаження. Верх зручніше зафіксувати кутками, низ - кутками, закрутивши в них не більше трьох саморізів, або опорами, що ковзають. За потреби нижній вузол можна стабілізувати – пришити до кроквяної ноги знизу опорний брусок.

Вузол з'єднання з прогоном може бути оформлений трохи інакше: кроквяна укладається на балку за допомогою врубки. Тут паз вибирається за розміром матеріалу. Але якщо потрібно підвищити рівень свободи, горизонтальна стіна врубки скошується під незначним кутом, а нижній вузол оснащується пришивною планкою.

№ 2: Верх і низ шарнірно-нерухомий

Схема застосовна при облаштуванні коробок, стіни яких вже пройшли інтенсивну усадку. Підходить для відокремлених об'єктів. Верхній вузол виконується у вигляді трикутної врубки, нижній - у формі запила із зубом, що упирається в мауерлат.

Процес будівництва односхилим кроквяної системи:

Дошку-заготівлю ребром встановлюємо на бруси мауерлата у будь-якому місці даху.
На нижній мауерлат плашмя укладаємо добре відрізаний обрізок дошки. Його кладемо так, щоб крайня грань збігалася із внутрішньою гранню мауерлата. Окресливши обрізок, одержуємо абрис нижнього вузла кріплення.
Обрізок переносимо в район верхньої врубки і окреслюємо його, адже нижня п'ята крокви понизиться саме на цю величину.
Заготовка з викресленими, а потім випиляними вузлами буде шаблоном. Користуючись ним, виготовляємо задану проектом кількість ніг.
Встановлюємо крокви. Фіксуємо внизу скобами або шпильками, зверху куточками.

Якщо потрібно збільшити рівень свободи, за аналогією з попереднім способом вертикальну межу верхньої врубки необхідно буде трохи скосити. Кут врубки тоді виявиться не 90 º, а 95 - 97 º. Досвідчені тесляри нескладні врубки роблять безпосередньо на об'єкті, перевернувши заготівлю вгору. Виконавцям-початківцям не варто наслідувати на перших етапах.

Шаблон стропілін застосовується у будівництві дахів лише тоді, коли немає сумнівів у геометричних характеристиках коробки. У зворотних ситуаціях крокви приміряються та виготовляються поштучно. Спочатку встановлюються крайні елементи системи, потім натягнутою між ними шнурку рядові ноги.

Одна з варіацій на тему двох шарнірно-нерухомих вузлів передбачає влаштування вертикального запила вгорі та врубки із зубом унизу. Роботи з їхнього пристрою виробляються таким чином:

Встановлюємо дошку заготівлю на мауерлат так, щоб її нижній кут знаходився прямо над зовнішньою гранню бруса.
Вгорі за допомогою відрізка дошки відзначаємо вертикальну лінію запила (х) та заміряємо її довжину.
Переносимо довжину верхнього запила до нижнього вузла. Відкладаємо довжину запила (х) нагору по вертикалі від внутрішнього верхнього ребра мауерлата.
Від отриманої точки креслимо горизонтальну лінію. В результаті виходить врубка із зубом.
Випилюємо за відмітками вузли, встановлюємо на місце, кріпимо куточками, нижні вузли дублюємо скобами.

При збільшенні розміру (х) ухил даху буде збільшуватись, при зменшенні скоротитися.

№ 3: Вільний верх та шарнірно-нерухомий низ

Ідеальна схема для спорудження односхилого даху зі кроквами, краї яких випускаються за стіни. Після деякого коригування може використовуватися в облаштуванні пристроїв.

Встановлюємо заготівлю рубом на верхній та нижній мауерлатний брус із виносом країв за межі стін. Тут потрібний помічник, щоб утримати дошку навісу.
Прикладаємо шаблон – відрізаний обрізок дошки послідовно до нижнього та верхнього мауерлату так, щоб зовнішня грань шаблону збіглася із зовнішньою гранню брусів. Відзначаємо лінії майбутніх запилів.
Вибираємо врубки згідно з окресленими лініями. Вертикальну стінку верхньої врубки злегка скосимо.
Встановлюємо крокви, фіксуємо зверху цвяхами або куточками, внизу скобами.
Виготовляємо та монтуємо інші крокви аналогічним чином.

Зрозуміло, що рухливість із її антагоністом – поняття відносні. Однак із прохолодою до них ставитись не можна. Враховувати ступінь свободи вузла потрібно і під час проектування, і під час виборів кріплення. Нестача рухливості конструкції призведе до деформації, надлишок сприятиме нестійкості.

№ 4: Рухливість обох вузлів кріплення

Схему з двома рухомими вузлами можна застосовувати у випадку, якщо у обох кріпильних з'єднань не більше двох ступенів свободи. Тобто. змішання по горизонталі виключають обмежувальні пристрої, встановлені вгорі і внизу.

Розглянемо приклад, у якому крокви прибудови закладаються вгорі у вирубані у стіні ніші. Значить, горизонтальне усунення виключено, можливий поворот і деяке пересування по вертикалі. Низ посаджений з допомогою врубок, але у горизонтальному напрямі обмежений металевими куточками.

Дії будівельника «відноскатки» за кроками:

Готуємо об'єкт для роботи. На цегляну стіну прибудови ставимо мауерлат, виготовлений із бруса 100×150. Укладаємо його на широкий бік ближче до внутрішньої грані стіни. Міцним анкерами через 80см. В основній стіні будівлі на проектній висоті вирубуємо пази під верхні п'яти стропилін. Глибина врубок 12см, крок між ними 70см. Якщо немає бажання возитися з довбанням, можна використовувати металеві кронштейни, прикручені до стіни.
Робимо шаблон кроквяної ноги. Дошку-заготівлю встановлюємо верхнім краєм у паз, нижнім на мауерлат. Відступивши від нижніх кутів заготовки 10см у горизонтальному напрямку, викреслюємо два трикутні врубки.
Відповідно до показань шаблону виготовляємо крокви. Встановлюємо їх, фіксуємо становище металевими куточками.

Спосіб пристрою діє при перекритті прольотів до 4,5м. Якщо потрібно перекрити проліт якомога більше, кроквам знадобиться група підтримки у складі підкосів.

№ 5: Жорстке кріплення до похилої обв'язки

Метод застосовується у каркасному будівництві, тому що укласти опорний елемент під нахилом можна лише на запиляні під кутом стійки. Похило підпилюються або стійки самого каркаса, або консольно-прогінної конструкції, що встановлюється на коробку. В принципі, останній варіант цілком підходить для спорудження односхилого даху по бетонним та цегляним стінам.

Етапи пристрою односхилого даху по похилій обв'язці:

Збираємо конструкцію, що створює ухил даху. На фронтонній стороні каркасної будівлі монтуємо короткі стійки із запиляним під кутом верхнім краєм.
На похилий верх стійок укладаємо дошку в один ряд для невеликих господарських будівель, в два для більш серйозних будинків.
Торцеві сторони даху оснащуємо рамами у формі прямокутного трикутника, гіпотенуза яких має повторити лінію схилу.
Прикладаємо крокву до торця даху, щоб відзначити лінію нижнього запила.
За шаблоном виготовляємо необхідну кількість кроквяних ніг. Встановлюємо їх на обв'язку, фіксуємо становище елементів металевими куточками.

Без тіні сумнівів віднесемо останній метод до найпростішої категорії. З усіх способів кріплення крокв до обв'язки і брусів мауерлата односхилим даху цей самий схильний до спроб самостійної реалізації.

Завершальні кріпильні роботи

Після встановлення всього ряду кроквяних ніг перевіряємо проектне положення елементів, відстані між ними. Прикладаємо довільну дошку плашмя до каркасу ската, виявляємо недоліки і виправляємо огріхи. Потім кріпимо крокви скобами або зв'язками до стін через одну в регіонах із середньою та низькою вітровою активністю. Фіксуємо кожну ногу в областях із високим вітровим навантаженням.

Кобилки, якщо вони заплановані до встановлення, виготовляють із матеріалу з розмірами наполовину меншими, ніж розміри кроквяних ніг. Пришивають їх збоку до крокви. Довжина ділянки, що пришивається в середньому 60-80см.

Відео для наочного вивчення процесу

Представлені методи та схеми кріплення стропілін односхилим даху перевірені практикою. Використовуються вони найчастіше у «чистому вигляді». Однак деякі коригування згідно з конкретними технічними умовами не виключені.