Розрахунок кроквяної системи конструкції, кроквяної ферми, програма для розрахунку

Розрахунок кроквяної системи - рекомендації

Модель кроквяної системи

Проектування і розрахунок кроквяної системи - завдання непросте. Потрібні певні знання і досвід. Складність полягає в тому, що при складанні проекту, необхідно враховувати різні впливи. Снігове і вітрове навантаження, оптимальну вагу - все це слід враховувати. Таким чином, якщо немає впевненості в тому, що самостійні розрахунки будуть виконані вірно, краще звернутися до професіоналів. Так як дуже важливо, що б проектування все елементів корпусу будинку було виконано на найвищому рівні. Від цього залежить, як довго прослужить будинок, і наскільки комфортне перебування в ньому буде.

Загальні правила проектування даху

При проектуванні даху основним моментом є вибір типу даху. Так само слід продумати ухил скатів, вибрати найбільш підходящий покрівельний матеріал, розрахувати конструкції кроквяної системи за принципом будівництва. У чому ж полягає розрахунок? В першу чергу у вирішенні питання по установці крокв і закріплюють елементів. Якщо говорити точніше, то дуже важливо продумати, як по відношенню один до одного будуть розташовуватися всі елементи, і як будуть кріпитися.

При розрахунку кроквяної системи необхідно пам`ятати, що величина кута нахилу скатів впливає на розрахунок міцності несучих конструкцій, а так само на вибір матеріалу для покрівлі. Так як більшість покрівельних матеріалів, які пропонуються сьогодні будівельним ринком, впливають на проект кроквяної системи, то робити вибір на користь тієї чи іншої покрівлі необхідно ще на стадії проектування будинку.

Так само при проектуванні даху досить важливим моментом є розрахунок конструкції кроквяних ніг. Причина в тому, що якщо недооцінити можливі навантаження на кроквяну конструкцію, а так само можливості матеріалу, з якого буде будуватися система, в наслідок це може привести до порушення покрівельного покриття і навіть до обвалення даху.

Необхідно знати, що стійкість і міцність всієї конструкції даху забезпечують її несучі елементи. У любо похилого даху основними несучими елементами є: мауерлат, кроквяні ноги, решетування. Конструкція крокв визначається наявністю внутрішніх опор, тим, як вони розташовуються, загальною довжиною перекривається простору, а так само формою даху в цілому. Форма даху, не що інше, як архітектурне рішення.

Можливо здійснити будівництво абсолютно різноманітних форм дахів: односхилі, багатоскатні, вальмовиє, щипцові і так далі.

Вивчення можливостей тих чи інших конструкцій ведеться безперервно. Справа в тому, що регулярно випускаються все нові будівельні та покрівельні матеріали. Не дивлячись на те, що нові матеріали виробляються на основі вже вивчених раніше, їх технічні характеристики все одно різняться. Саме тому вважається дуже важливим розрахувати кроквяні конструкції. Так як саме від їх розташування залежить безпека об`єкта. Так само необхідно звертати увагу не тільки на впровадження більш сучасних методів ведення розрахунків на витривалість, міцність, але і на те, наскільки гармонійно і надійно будуть функціонувати різні матеріали, що застосовуються в одній конструкції. При цьому матеріали повинні витримувати будь-які, передбачувані в процесі експлуатації, навантаження.

Так само слід пам`ятати, що в разі облаштування мансардного приміщення, кроквяна система буде частиною інтер`єру. Тому вона повинна повністю задовольняти як міцності вимогам, так і естетичним. Необхідно облаштувати мансарду таким чином, що б в приміщенні було комфортно і приємно знаходитися.

Що з себе являє кроквяна конструкція

Кроквяні системи і крокви бувають висячі і наслонние. Кроквяні системи будь-якої конструкції складаються з кроквяних ніг, ригелів, затягувань, підкосів і інших додаткових елементів, що зміцнюють конструкцію.

Схема висячих крокв

Висячі крокви називаються так через те, що їх закріплення проводиться до стін даху і конику. Похилі крокви встановлюються в разі, коли є середня несуча стіна будівлі. Висячі крокви працюють не стиснення, а на вигин, за рахунок цього знижується розпирає зусилля, яке утворюється між кроквяними ногами. Так само зниження навантаження сприяє стяжка, якій необхідно з`єднувати кроквяні ноги. Балки крокв похилих працюють лише на вигин. При цьому фінансові витрати на їх зведення менше, ніж при установці висячої конструкції.

Для того, що б зробити розрахунок кроквяної конструкції, необхідно розглянути два можливих варіанти більш детально.

Похилі крокви складаються з похилих кроквяних ніг, які верхніми кінцями упираються на коньковий прогін. Коньковий прогін, в свою чергу, підтримується стійками, встановленими на внутрішній поверхні несучої стіни, на лежень. Нижні кінці кроквяних ніг упираються на поздовжні бруси, тобто мауерлата. Таким чином, лежень і мауерлат розподіляють всю навантаження, що отримується конструкцією, на стіни. Стіни, в свою чергу, передають навантаження фундаменту. Відстань між опорами має бути не більше 6,5 метрів. У разі наслонних кроквяної системи, тобто при наявності додаткової опори, відстань може становити 12 метрів, при наявності двох додаткових опор - 16 метрів. Зі збільшенням довжини прольоту конструкція кроквяної системи ускладнюється. Відбувається це за рахунок влаштування додаткових елементів: підкосів, стійок, які збільшують поперечну жорсткість, а так само стійкість системи крокв. Таким чином, система стає повноцінною фермою.

Висячі кроквяні системи складаються з кроквяних ніг і горизонтального бруса для прийняття навантаження розпору, що передається від кроквяних ніг. Дані бруси називаються затягуванням. Нижні краї стропильних ніг спираються на мауерлат через затягування, верхні з`єднуються у коника. Таким чином, найпростіша кроквяна висяча система є трикутної фермою. При цьому величина перекривається площі становить від 7 до 12 метрів. Для більш серйозного посилення всієї конструкції облаштовують додаткову стяжку з горизонтально розташованих балок. Дана стяжка називається ригелем. Висяча кроквяна система більш трудомістка у виготовленні. Відповідно. Обходиться вона трохи дорожче наслонних системи. Для того, що б знизити вартість будівництва можна використовувати комбіновані кроквяні системи, які складаються з наслонних і висячих крокв.

У брусових і дерев`яних будинках кроквяні ноги повинні спиратися на верхні вінці, які становлять горизонтальний ряд зрубу, а в каркасних - на саму верхню обв`язку. У легкобетонних, цегляних і кам`яних будинках кроквяні ноги впираються на мауерлат. Кріплення проводиться за допомогою саморізів, металевих пластин і дроту. Мауерлат необхідно не тільки для закріплення кроквяних ніг, але і для розвантаження даху. Якщо кроквяні ноги встановлювати занадто рідко, мауерлат повинні представляти собою досить короткі бруси, довжиною до 50 - 70 см. Такі короткі мауерлат називають коротишами. У разі якщо кроквяні ноги розподіляються часто і на невеликій відстані один від одного, то мауерлат укладається єдиною лінією по всьому периметру будинку.

монтаж даху

Пам`ятайте, що абсолютно всі елементи кроквяної системи, і мауерлат в першу чергу, ізолюють від цегляної кладки шаром матеріалу гідроізоляції. У разі будівництва дерев`яного будинку в цьому немає необхідності.

При зведенні більш складних або чотирьохскатний ферм даху, їх кроквяні системи значно ускладнюються. Так, в місцях, де перетинаються скати, ставлять кроквяні ноги діагонально. На них повинні спиратися не довгі крокви торцевих скатів. Верхніми краями діагональні ноги повинні упиратися в консоль конькового бруса. Нижніми краями вони впираються мауерлат - коротиші. Діагональні кроквяні ноги. Як правило, мають значну довжину і несуть певне навантаження. Саме тому їх слід підтримувати проміжною опорою. За бажанням, в разі будівництва мансардного даху, застосовуються особливі конструкції, замість затягування, в цьому випадку, використовуються міжповерхові перекриття.

Приклад розрахунку кроквяної системи

Найчастіше, коли постає питання про розрахунок кроквяної системи, основний труднощі є визначення необхідної довжини стропильних ніг.

Як було сказано раніше кроквяна система є трикутної конструкцією. Для її розрахунку знадобиться знання шкільного курсу геометрії, а точніше, теореми Піфагора. Полягає вона в наступному: в прямокутному трикутнику сума квадратів катетів дорівнює квадрату гіпотенузи. Гіпотенуза - це діагональна сторона фігура, відповідно, катетами є дві інші сторони.

Відповідно, для знаходження довжини кроквяної ноги необхідно знати відстань від її нижнього краю, закріпленого на мауерлат, до перпендикуляра, опущеного від коника даху, тобто це половина довжини всієї ширини статі горища. Другим виміром є перпендикулярний відстань від підлоги горища до коника.

Далі з розрахунками впоратися дуже легко. Наприклад, висота даху 3 метри, половина довжини всієї ширини статі горища 5 метрів. Таким чином, розрахунок буде виглядати так:

Сп? = 3? + 5. де Сп - довжина кроквяної ноги.

Сп = 5,8 (м).

Коли ведеться розрахунок кроквяної ферми, так само слід враховувати:

• розрахунок міцності, тобто те, чи зможе балка, певної довжини і перетину, витримувати передбачувані навантаження;
• розрахунок можливої ​​деформації, тобто те, яке навантаження можуть витримати задані балки, прогинаючись, але при цьому не ламаючись.

Згідно ГОСТ, коефіцієнт прогину кроквяної ноги не може перевищувати 1/250 частини її довжини. Таким чином, якщо довжина кроквяної ноги 5,8 метра, то їй прогин не може перевищувати 2,3 см. Тобто 5,8 необхідно помножити на 0,4.