Розрахунок кроквяної системи: двосхилим, односхилим і вальмового даху

Розрахунок кроквяної системи – найважливіший етап проектування даху. Похибки в розрахунках можуть стати причиною недостатньої міцності конструкцій, в результаті чого покрівля в процесі експлуатації деформується або зруйнується.

Розрахунок кроквяної системи: двосхилим, односхилим і вальмового даху

Підготовчий етап

Перш ніж приступати до розрахунку майбутньої кроквяної системи, важливо визначитися з конфігурацією покрівлі і вибрати матеріал, з якого вона виконана. Визначаючи постійні навантаження, які будуть впливати на сам покрівельний каркас і передаватися на стіни і фундамент, слід підрахувати вага:

  • дерев’яних елементів каркасу;
  • покрівельного покриття;
  • тепло-, гідро – і пароізоляційних матеріалів;
  • внутрішньої обшивки даху.

Загальна вага дерев’яних крокв, прогонів, підкосів, стійок і інших елементів односхилим, шатрової, ламаної, вальмового або будь-який інший даху залежить не тільки від перерізу пиломатеріалу, але і від таких параметрів, як щільність і вологість деревини. Обрізний пиломатеріал (бажано хвойних порід) повинен мати вологість до 18%. Скориставшись довідковими даними можна підрахувати загальний вага конструкцій після попереднього розрахунку кроку установки і перерізу крокв.

Розрахунок кроквяної системи: двосхилим, односхилим і вальмового даху

Розрахункове навантаження визначається з урахуванням впливу на покрівлю зовнішніх факторів. До них відносяться атмосферні явища (снігове і вітрове навантаження), роботи з очищення або ремонту покрівлі (дах повинна витримувати вагу людини). Ступінь атмосферного впливу залежить від кліматичних особливостей місцевості і кута нахилу покрівлі.

Методика, по якій ведеться розрахунок навантажень, передбачає використання даних, зазначених у відповідних СНиП. Використовуючи таблиці, можна вибрати оптимальний кут нахилу скатів покрівлі в залежності від обраного покрівельного матеріалу і передбачуваних снігових і вітрових навантажень. Даний параметр дозволяє обчислити необхідні розміри кроквяних ніг і крок їх установки. Детальна схема каркаса допоможе скоректувати ті чи інші параметри: наприклад, можна підігнати крок крокв ширина утеплювача для даху.

Конфігурація і розміри крокв повинні бути зафіксовані в проекті покрівельної конструкції. Якщо в ході будівництва приймається рішення замінити вказаний у проекті покрівельний матеріал більш важким, необхідно виконати перерахунок кроквяної системи, додати елементи, що підвищують міцність каркасу.

Принципи розрахунку кроквяної системи

Розрахунок кроквяної системи зазвичай розглядається на прикладі односхилим або двосхилим даху. Каркас двосхилим даху повинен бути жорстким і рівномірно розподіляти навантаження на будівельні конструкції і фундамент. Підсумувавши постійні і додаткові (тимчасові) навантаження, отриманий розрахунок необхідно внести поправочний коефіцієнт. Підвищити міцність кроквяної системи на 10% дозволить коефіцієнт 1,1. Додаткову міцність у розмірі 40% додасть коефіцієнт 1,4.

Виконуючи розрахунок каркаса двосхилим покрівлі, важливо враховувати взаємозв’язок між перетином крокв і кроком їх установки. Взаємозалежність також існує між кутом нахилу ската і покрівельним матеріалом: розрахунок кута схилу може виконуватися у відповідності з вагою і особливостями монтажу обраного покрівельного матеріалу, і навпаки – тип покриття даху підбирається виходячи зі ступеня нахилу скатів. Для виготовлення кроквяних ніг при зведенні двосхилим даху зазвичай використовується дошка або брус перетином 40?150 мм до 100?250 мм, при цьому дошка товщиною 40 мм може застосовуватися лише для легких господарських будівель.

Розрахунок кроквяної системи: двосхилим, односхилим і вальмового даху
Величина питомого навантаження на погонний метр кроквяної ноги залежить від величини проміжку між кроквами і загального навантаження на поверхню покрівлі.

Розробка проекту двосхилим даху може виконуватися на підставі таблиць довідників, де наводяться розміри крокв, розраховані на підставі середніх і питомих величин ухилів, навантажень та інших параметрів. Важливо враховувати кліматичні умови і використовувати поправочні коефіцієнти.

На вибір перерізу крокв впливає і тип кроквяної системи, вибраний для монтажу двосхилим покрівлі. Це наслонние або висячі крокви. Наслонні крокви, що спираються на коньковий прогін, встановлений на стійках, що працюють на вигин. Кроквяні ноги висячих ферм – на вигин і стиснення, при цьому передаючи на стіни розпираючий навантаження. Щоб забезпечити жорсткість висячі ферми та зняти навантаження на розпір, встановлюються затяжки – перемички, що зв’язують кроквяні ноги двосхилим конструкції.

Розрахунок кроквяної системи: двосхилим, односхилим і вальмового даху
Наявність і розташування мансардних вікон, димарів і вентиляційних труб рекомендується передбачити на етапі проектування даху. В іншому випадку перед монтажем даних елементів необхідно виконати перерахунок кроквяної системи і продумати заходи щодо її посилення.

Особливості розрахунку односхилим конструкції

Розрахунок кроквяної системи при будівництві односхилого даху відноситься до найбільш простим. В першу чергу слід визначити відповідний кут нахилу дерев’яної односхилого даху, при цьому:

  • кут нахилу до 30° підвищить снігове навантаження на кроквяну систему і потребує регулярного очищення снігу;
  • дах зі схилом більше 60° відрізняється підвищеною парусністю і піддається високим вітровим навантаженням.

Щоб кут ската односхилого даху відповідав розрахунковому, слід забезпечити необхідний перепад висот протилежних стін. Розрахунок перерізу і кроку установки крокв односхилого даху виконується в залежності від ваги покрівельного матеріалу. Складність конструкції та використання додаткових елементів залежить від довжини прольоту, який необхідно перекрити при зведенні односхилим покрівлі. Якщо проліт не перевищує 4,5 метрів, установлення підкосів не потрібно, в інших випадках будівництво односхилого даху пов’язано з монтажем опорних конструкцій під стропильну ногу, щоб уникнути її вигину під навантаженням.

Розрахунок кроквяної системи: двосхилим, односхилим і вальмового даху

Оптимальні параметри шатрового даху

Особливістю шатрової покрівлі є наявність скатів трикутної форми – вальм. На відміну від класичної вальмового, діагональні крокви шатрового даху верхньою частиною кріпляться один до одного, утворюючи єдиний вузол в самій верхній точці. Влаштування шатрового конструкції виконується на будинках зі стінами однакової ширини. Це багато в чому визначає принципи розрахунку такої кроквяної системи.

Виходячи з довжини стіни і кута нахилу ската шатрової системи (оптимальне значення – 30-40°) можна обчислити висоту гребеня. Потім обчислюється довжина діагональних крокв, до якої слід додати величину карнизного звису шатрового даху. Отримана довжина стропильної ноги дає можливість розрахувати параметри нижній частині схилу і визначити площу шатрової покрівлі. Даний спосіб дозволяє дізнатися, скільки матеріалу потрібно для будівництва шатрового покрівельної системи.

Специфіка зведення вальмового даху

Розрахунок кроквяної системи при облаштуванні вальмового даху має свої особливості. Важливо правильно виконати розрахунок кута нахилу і перетину діагональних крокв, які утворюють трикутні скати на торцях вальмового даху. Надійність вальмового кроквяної системи багато в чому залежить від несучої здатності накосных крокв.

Розрахунок кроквяної системи: двосхилим, односхилим і вальмового даху

Схема вальмового даху може передбачати застосування наслонних або висячих крокв, або їх поєднання. Розрахунок таких елементів вальмового покрівлі, як підкоси, затягування, шпренгели виконуються виходячи з навантажень, які буде відчувати стропильна система. Після попереднього розрахунку перерізів і довжини всіх деталей каркаса вальмового покрівлі важливо зробити перерахунок з урахуванням ваги використовуваного матеріалу.

Пристрій ламаного даху

Проект ламаного даху повинен відображати особливості її кроквяної системи – форму покрівлі, геометричні параметри, кути нахилу скатів. Надійність ламаного даху багато в чому залежить від несучої здатності опорного каркаса, до стійок якого виконується кріплення нижніх крокв ламаної конструкції. На цей же каркас встановлюються кроквяні ферми, утворюють верхню частину ламаної покрівлі.

Затягування скріплюють кроквяні ноги ламаної покрівлі. Крім того, затягування виконують функцію основи для монтажу стелі мансарди ламаного даху. Розрахунок елементів ламаної покрівлі виконується з урахуванням виду покрівельного матеріалу і кута нахилу нижніх і верхніх крокв.

Будівництво навісу

Зведення навісу дозволяє облаштувати літню кухню, веранду у будинку, альтанку або майданчик для барбекю. Кроквяну систему, що стоїть окремо, або примикає до будівлі навісу найчастіше виконують з дерева, але можливо і застосування металу, особливо в поєднанні з полікарбонатом. Вибір матеріалу залежить від призначення навісу і умов його експлуатації.

Розрахунок кроквяної системи: двосхилим, односхилим і вальмового даху

Розрахунок перерізу опор для навісу ведеться з урахуванням навантажень, в першу чергу атмосферних. Найчастіше конструкція навісу являє собою покрівельний скат, встановлений на опорах різної висоти. Якщо крокви навісу повинні перекрити проліт більше 4,5 метрів, необхідний монтаж додаткових опор. Верхній край навісу може монтуватися на стіні будівлі. У цьому випадку схема кріплення балки для опори крокв навісу може бути різною: балка монтується безпосередньо до стіни, або примикає до неї, покладена на вертикальні стійки.

Розрахунок кроквяної системи: двосхилим, односхилим і вальмового даху

Поділитися з друзями
Ремонт та вироби своїми руками