Розрахунок крокв і ферм для вальмовой і двосхилим даху

Розрахунок крокв виконується після вибору схеми розстановки, взаємного кріплення ніг в конику, способу примикання до мауерлату. Це дозволить на першому етапі визначити напрямок зусиль, переданих брусом / дошкою на стіни. Самостійні обчислення складні, вимагають практики, знання геометрії, фізики. Для зручності забудовників, які вирішили заощадити на виготовленні проекту кроквяної системи, в інтернеті існують безкоштовні сервіси для зразкових розрахунків.

Безрозпірного наслонние крокви

Будівельники застосовують кілька варіантів фіксації наслонних крокв:

  • врубка в мауерлат з запив або кріплення в опорний брус, горизонтальна скошена врубка в конику;
  • повзун в нижній частині, болтове з’єднання в конику з упором в прогін;
  • нижній повзун в поєднанні з жорстким кріпленням верхньої частини.

У всіх зазначених схемах розрахунок висячих крокв враховує мінімальний прогин кроквяної ноги, максимальний вигин в опорі коника. Похилі крокви є найнадійнішими. Навіть якщо не проводиться розрахунок висячих крокв, запас міцності забезпечується самою конструкцією.

У першій-ліпшій нагоді один шарнір забезпечує поворот крокв, другий – поворот ферм з можливістю проковзування в опорі. Промисловість випускає спеціальні вузли плазунів, що полегшують монтаж на висоті. Для розрахунку використовують ідеальну схему – на дах доводиться однакова снігова, вітрова навантаження (рис. 1).

На практиці сніг затримується нерівномірно на площинах скатів. Однак статична стійкість системи двосхилим покрівлі буде зберігатися в кожному зазначеному випадку, якщо виконано основну умову – жорстка фіксація в конику до прогону. Відсутність зсуву горизонталі в коньковом прогоні забезпечується кількома способами:

  • обидві сторони бруса кріпляться до фронтону вальмовой даху;
  • виготовляються накосние крокви на дах.

Щипцевого дах опереть на фронтони не вийде, тому можливе зміщення в бік ската з меншим навантаженням. Тому застосовується горизонтальна сутичка, яка виконує аварійну функцію – вона не дасть завалитися покрівлі при максимальному зміщенні конькового прогону. Цей елемент монтують на висоті 1,7-2 м, дотримуючись дві умови:

  • якнайнижче до мауерлату;
  • відсутність перешкод при ходінні по горищі.

Перед тим як розрахувати крокви, необхідно визначитися з наявністю в системі конькового прогону. Цим елементом досягається відсутність горизонтального зміщення верхнього сполучення скатів покрівлі. Тому якщо стійки для прогону заважають експлуатації (варіант мансардного приміщення), то необхідний розрахунок крокв на статичну стійкість.

Самостійний розрахунок кроквяної системи

Розрахунки для вальмовой даху, двосхилих конструкцій з фронтонами є найпростішими. Стійкість в цих схемах забезпечується конструктивно, при монтажі сутичок протиаварійних прочностной запас гарантує максимальний експлуатаційний період.

Найпростіший розрахунок крокви з врубкой в ??мауерлат, вертикальної подрезкой в ??конику (рис. 2) виглядає наступним чином:

  • обчислюються навантаження – до особливих відносяться ураганні вітри, до змінних – тиск вітру, кількість снігового покриву в регіоні експлуатації, до постійних – вага покрівельного пирога, кроквяної системи;
  • визначається довжина кроквяних ніг – для цього необхідно визначитися з матеріалами покрівлі, перекриттів;
  • розраховується крок крокв, при цьому потрібно врахувати тип даху, наявність труб, димоходів;
  • обчислюється перетин бруса – замість нього може використовуватися дошка або колода.

На практиці розрахунок крокв виробляють за таблицями СНиП для конструкційних, покрівельних матеріалів, навантажень по регіонах країни.

Вага покрівельного пирога двосхилим, шатрової, щипцевій, вальмовой даху складається пошарово. З таблиць беруться дані для ваги квадратного метра матеріалів, цифри складаються, сума множиться на коефіцієнт запасу міцності 1,1. Наприклад, для ондуліна з утеплювачем, гідроізоляцією, періодичної латами з дюймової дошки вага покрівлі складе:

15 кг (дошка) + 10 кг (базальтова вата) + 5 кг (гідроізоляція) + 3 кг (ондулін) = 33 кг х 1,1 = 34,1 км2.

Фахівці рекомендують для легких покрівельних матеріалів брати навантаження з запасом – 50 кг на одиницю площі. Оскільки власний вага бруса на цьому етапі ще невідомий, перетин вибирається в подальшому. З урахуванням поправочного коефіцієнта навантаження складе 55 кг, чим і оперують в подальших обчисленнях.

Крокви даху в різних регіонах витримують неоднакові вітрові, снігові навантаження. Розрахунку крокви по снігу здійснюється за формулою:

N1 = S? K, де k – коефіцієнт залежно від ухилу скатів, S – маса снігу на квадраті ділянки в регіоні експлуатації.

Обидва значення присутні в таблицях СНиП. Наприклад, для ухилу 25-60? коефіцієнт дорівнює 0,7; кутів 10-25? становить 1. Для Підмосков’я вага снігового покриву береться рівним 180 кг. Тому для 30-градусних схилів навантаження складе 180? 0,7 = 126 кг.

Вітрова навантаження обчислюється аналогічно:

N2 = W? K, де k – коефіцієнт залежно від висоти котеджу, регіону експлуатації, W – вітрова норма місцевості.

Крім того, враховується тип місцевості в плямі забудови, тому для відкритих просторів, узбереж коефіцієнт завжди вище, ніж для лісового масиву, щільної забудови:

  • висота 2-5 м – 0,75ілі 0,85 од .;
  • висота 5,1-10 м – 0,65 або 1 од .;
  • висота 10,1-20 м – 0,85 або 1,25 од.

Таким чином, для підмосковного шале висотою 5 м з вітрової навантаженням 23 кг / м2 вийде:

23? 0,75 = 17,25 кг.

Довжина кроквяних ніг визначається в залежності від ухилу скатів, розташування коника. Вона обчислюється за теоремою Піфагора, в якій є гіпотенузою трикутника. Після визначення цієї величини з таблиці береться рекомендований перетин пиломатеріалу, яке витримає все навантаження з допустимим прогином (зазвичай 1/200 від довжини).

У таблиці нижче зібрані залежності перетину пиломатеріалу стропильних ніг від довжини прольоту ферм:

L прольоту (см) Перетин (висота / товщина, см)
брус дошка
500 20х10 22х8
400 15х10 20х6 або 18х8
300 12х10 15х8 або 16х5

Аналогічно вибираються перетину кроквяних затяжок:

Проліт (м) Перетин матеріалу (см)
6 22х12
5 20х12
4 18х10
3 15х10
2 12х8

Залишається розмістити на даху стільки стропильних ферм, щоб вони витримали всі навантаження, нормально розподілили їх, передали на несучі стіни через мауерлат. Тобто обчислюється крок крокв, який потім коригується відповідно до набутого значення. Для цього знову використовується таблиця, в якій зазначено рекомендована відстань між фермами (рис. 3).

Довжина коника ділиться на крок крокв, додається одиниця, виходить кількість ферм даху. Значення округляється в більшу сторону, після чого обчислюється точну відстань між центрами. При монтажі спочатку встановлюють бічні трикутники, потім проміжні. Біля димоходів дерев’яні конструкції зміщуються на 30 см, згідно з вимогами пожежної безпеки.

При експлуатації покрівлі передбачається періодичне ходіння по ній. Особливо актуально це умова для скатів в межах 45 °, так як з них доводиться скидати сніг. Тому в наявні навантаження додають вагу людини (100-150 кг), забезпечуючи додатковий прочностной запас.

Якість пиломатеріалу кроквяної системи

Розрахунки крокв двосхилого даху частіше виробляють для дерев’яних конструкцій. Тому якість пиломатеріалу істотно впливає на ресурс силового каркаса. Оптимальним варіантом є брус або елементи, зібрані з дощок. Деревина природної вологості дає велику усадку, що необхідно враховувати при жорсткій фіксації крокв.

Ковзаючі кріплення забезпечують достатню рухливість окремих елементів, однак можуть використовуватися лише в певних схемах.

Для вальмовой даху рекомендується пиломатеріал з наступними параметрами:

  • 3 сучка на метр довжини;
  • розмір сучків в межах 3 см;
  • відсутність наскрізних тріщин.

Монтуючи дах з дошки, бруса камерної сушки, забудовник знижує усадку, підвищує ресурс конструкції. Обробка антипіренами, антисептиками є обов’язковою, в експлуатованих горищних приміщеннях необхідно використовувати пароізоляційну мембрану, монтируемую під облицювання стін. Розрахунок крокв на шатровий дах не відрізняється від стандартного, що використовується для вальми, двосхилим конфігурації (рис. 4).

Розпірні крокви Похилі типу

Для розрахунку даху, що використовує наслонние крокви, застосовуються ті ж методи, що і для висячих. Відмінності полягають в способах фіксації ніг до мауерлату, в конику. У цьому випадку необхідна наявність двох опор, матеріал працює на вигин, конструкція повністю передає навантаження на капітальні стіни.

У розрахунки даху при необхідності можуть додаватися обчислення на зминання матеріалу при закріпленні верхніх кінців ніг через коньковий прогін. У разі наслонних елементів крокви компенсують розпірні навантаження один одного. Сутички в цих схемах працюють на стиск, цими деталями знімається зайва напруга, стискає стіни по периметру.

Домашньому майстру не вдасться розрахувати крокви на дах в професійних програмах, оскільки для роботи в графічних редакторах потрібне спеціальне навчання, практика. Онлайн-ресурси допоможуть уникнути серйозних помилок, точно підібрати переріз бруса, з якого зібрана ферма покрівлі, крок, довжину. Брус традиційно вибирається з запасом, кріпильні елементи заводської готовності значно полегшують самостійне будівництво.