Висячі крокви розрахунок конструкції системи тавузлів

У будь-якій будівлі важливу роль відіграє покрівельна конструкція. Від її якості та міцності залежить кінцева вартість проекту та термін експлуатації споруди. Саме ця частина прийматиме на себе більшу частину атмосферних впливів. Міцність даху багато в чому залежить від вибору, грамотного розрахунку та встановлення кроквяної системи.

Існує два різновиди конструкції дахів із застосуванням крокв: наслонні і висячі кроквяні системи. У цій статті обговоримо останній варіант, розберемо у яких випадках він застосуємо, як влаштований та існуючі різновиди.

Що собою представляють висячі крокви?

Крокви - основна частина конструкції даху, що сприймає на себе все навантаження. Вибір висячих чи наслонних конструкцій залежить від наявності внутрішніх несучих стінок у будівлі. Якщо вони є, тоді крокви через стійку спиратимуться на них і така схема називається наслонною. В іншому випадку основам служать тільки зовнішні несучі стіни, при цьому максимальна відстань між ними може бути до 14 метрів.

Хоча висячі крокви знаходяться під ухилом, вони не розпирають стіни, а передають лише вертикальні навантаження. Це досягається за рахунок застосування розтяжки на основі даху. Їх виготовляють із брусів і залежно від необхідної довжини можуть бути цільними чи складовими. Якщо потрібно використовувати подвійну розтяжку, роблять з'єднання внахлест, косим або прямим зубом, накладками і так далі.

Самі кроквяні ноги можуть бути виготовлені з колод, бруса або обрізної дошки. Перед тим як використовувати їх обробляють спеціальними засобами, що захищають від плісняви, грибка, займання і гниття.

Висяча кроквяна система застосовується в житлових будинках,торгових складах та промислових об'єктах.

Чинники, що впливають на розрахунок конструкції

Перед початком зведення даху з висячими кроквами необхідно зробити грамотний розрахунок. Він допоможе підібрати відповідні матеріали, визначити необхідний різновид та заощадити кошти, зберігши міцність конструкції. Хоча це можна зробити самостійно, краще довіритися фахівцеві, тоді під таким дахом спатиме спокійніше. Для безпомилкового розрахунку знадобиться така інформація:

габарити споруди;
матеріали стін;
схема розташування додаткових опорних елементів, наприклад, колон;
наявність мансардного поверху;
несуча здатність стін;
форма даху.

За допомогою цих даних визначається матеріал для крокв, переріз та з яким кроком проводити монтаж.

Крім того, майстри-покрівельники враховують кліматичні умови (кількість опадів, сила та напрям вітру). Виходячи з цієї інформації приймається рішення про вугілля нахилу та вибір покрівельного матеріалу.

Основні елементи конструкції

Перед тим як приступити до вивчення різновидів та особливостей конструкцій висячих крокв, необхідно познайомитись з основними елементами даху. Це допоможе краще уявити систему і не заплутатися у поняттях.

У будівництві такого даху використовується шість основних елементів:

Мауерлат. Брус з перетином 100х100 або 150х150 мм розташований на верхню частину стін. На них спираються кроквяні ноги. Основне завдання цієї частини – рівномірно розподілити навантаження та передати його на фундамент.
Кроквяні ноги. Основа схилу даху. Зазвичай застосовують дошку обріза з перетином 50х150 або 100х150 мм. Між окремимиелементами витримується крок у 0,6-1,2 м. Габарити і відстань залежать від запланованого навантаження та несучої здатності стін.
Затягування. Горизонтальна балка чи дошка, що закріплюється на протилежних нижніх частинах конструкції. Основне завдання — стримувати навантаження, що розпирає, від крокв.
Ригель. По суті, та сама затяжка, тільки розташована біля ковзана. На цю частину доводиться більше навантаження, тому застосовують міцніший брус.
Бабця. Підвісний елемент, розташований під ковзаном, що підтримує надто довгу затяжку. Може бути дерев'яним чи металевим.
Підкіс. Підпірки, що застосовуються на будинках з великими прольотами. Вони допомагають уникнути занадто сильного провисання крокв. Опорою для підкосів служить бабця.

Деякі схеми висячої кроквяної системи зберігають необхідну міцність без використання мауерлату.

Різновиди конструкцій висячих крокв

Вибір тієї чи іншої схеми для влаштування висячих крокв залежить від прольоту між несучими стінами. Чим більша ця відстань, тим складніша конструкція і більша кількість додаткових елементів потрібна.

Базова трикутна трикутна арка

Це основа всієї конструкції, що має форму трикутника. Збирається з двох кроквяних ніг, які скріплюються в ковзані. Нижні частини поєднуються дерев'яною затяжкою. Максимально допустима висота в конику дорівнює шостій частині довжини прольоту. При цьому таку конструкцію дозволяється використовувати лише у будинках між стінами якого не більше 6 метрів.

У такому виробі крокви зазнають лише згинальних навантажень, а затяжка — розтягуючих. В основі дозволяється використовувати металевий прут, або тяж. Але зазвичай залишають дерево, тому що воно виконує роль балок длягорищного перекриття.

Шарнірна арка з бабкою

Така система застосовується в будівлях із прольотом понад 6 метрів. Затяжка такої довжини сильно прогинатиметься, а щоб уникнути цього використовують бабку. Зазвичай підвіс виготовляють із бруса, але в деяких ситуаціях беруть металевий прут. Елемент з металу добре переносить навантаження, що розтягує, має невелику вагу.

За допомогою бабки покрівельники налаштовують ступінь прогину горизонтальної частини. На такій довжині затяжку роблять із двох рівних частин, і стикують їх точно під підвісом. Застосовують різні з'єднання вузлів: косі чи прямі прируби, закріплені болтами. Між собою підвіс та затяжку закріплюють хомутом.

Шарнірна арка з піднятою затяжкою

Цей варіант має на увазі установку затяжки недалеко від ковзана. Хоча в цьому положенні деталь має великі навантаження, але так з'являється можливість облаштувати мансардний поверх. Налаштувати висоту стель можна змінивши висоту кріплення затяжки.

У такій ситуації крокви доводиться спиратися на мауерлат. Оскільки зі збільшенням навантаження, підвищенням вологості та температури змінюються розміри балок використовують ковзне з'єднання. Вони виготовляються з металу і кріпляться безпосередньо до мауерлату та крокв. Завдяки такій конструкції дах зберігає свою геометрію та може «дихати».

Взимку, на скатах, висячі крокви із затяжкою зазнають різного снігового навантаження. Через це з'являється загроза перекосу та появи протікань. Тому в подібних конструкціях кінці крокв виносять за межі стін.

При влаштуванні мансардного поверху з піднятою затяжкою балка служить основою для кріплення стелі. Для того щоб вона не провисала використовують товстіші бруси. У деяких ситуаціяхвстановлюють підвіси, що з'єднують затяжку та коник. Якщо балка занадто довга використовують кілька кріплень.

Шарнірна арка з ригелем

Єдина відмінність у цій конструкції від попередньої полягає у способі реалізації вузлів кріплення кроквяних ніг. Вони жорстко закріплюються на мауерлаті і не можуть вільно змінювати своє становище. Для цього використовують цвяхи, шурупи, металеві накладки.

У зв'язку із зміною способу кріплення, дія навантажень так само змінюється. Тепер крокви розпирають несучі стіни. Через це затягування починає відчувати стиск і в такій позиції вона називається ригелем.

Якщо розрахунки показують велике навантаження, на додаток до даху з ригелем в нижній частині конструкції встановлюють класичну затяжку. У такому разі кріплення до мауерлат не знадобиться. Виходить перша описана конструкція з додатковою балкою під ковзаном.

Арка з бабкою та підкосами

Прольоти довжиною до 9 до 14 метрів потребують посилення конструкції підкосами. У цій ситуації починають прогинатися кроквяні балки. При наслонній конструкції даху підкоси впирають у внутрішню стіну, що несе. У нашому випадку єдиним доступним упором є бабця. Тут змінюються всі навантаження, що діють на каркас: крокви тиснуть на підкоси, вони розтягують підвіс і притягують коник, далі навантаження розподіляється по кроквах, стискаючи їх.

Усі схеми висячих кроквяних систем вимагають точного розрахунку, що враховує зовнішні та внутрішні навантаження. Єдиним недоліком вважатимуться складність монтажу. Доводиться подавати готові конструкції краном, або збирати їх на висоті. Але у деяких ситуаціях інших варіантів зібрати дах немає.