Кроквяна система: види, опис конструкції, основні вузли та елементи, розрахунок, проектування та будівництво

Пристрій скатного даху базується на стропилах – силовій несучій конструкції, що утримує захисне покрівельне покриття. Це відповідальна частина загального каркасу, яка в деяких конфігураціях також виступає і корпусом мансарди. Щоб кроквяна система повною мірою відповідала завданням експлуатації будинку, слід ретельно підійти до її проектування, розрахунку та монтажу.

• Оригінальна конструкція стропил
• Складені частини системи
• Види кроквяної системи
• Проектування системи
• Розрахунок конструкції навантажень
• Який матеріал використовується в конструкції?
• Укладання мауерлата та перекриттів
• Встановлення стропил
• Ізоляційні дії
• Ув ‘язнення

Оригінальна конструкція стропил

Скатний дах не може формуватися бетонними елементами через велике навантаження, які вони можуть давати на основний каркас і перекриття. Тому навіть сьогодні оптимальним рішенням пристрою покрівельної бази залишається дерев ‘яний “скелет” з балками і опорними елементами в трикутній конфігурації.

У певному сенсі кроквяний каркас можна порівняти з обрешіткою. Основою для несучих балок служать цегляні, кам ‘яні або дерев’ яні стіни, на які і передається навантаження від усього даху з покрівельним настилом. Оригінальна конструкція кроквяної системи включає в себе ригельні частини (балки), прогони, стійки з опорами, підкоси та інші елементи.

Особливе місце в каркасі займають мауерлати – до речі, спосіб їх виконання визначає приналежність системи до традиційної або сучасної моделі. Якщо в класичних проектах мауерлати відкривалися назовні, то сьогодні архітектори з дизайнерами придумують різні варіанти їх маскування в покрівельному “пирозі”. Можна сказати, це найвідповідальніша деталь конструкції, на яку припадає навантаження від усього каркасу. Мауерлат являє собою масивну балку, яка безпосередньо зв ‘язує фасадну стіну і стропилу. А тепер варто розглянути інші елементи, що формують каркас скатного даху.

Складені частини системи

Отже, безпосередньою опорною базою для кроквяної конструкції виступлять мауерлати, розташовані поверх стінової кладки. Як правило, укладають дві балки – по протилежних лініях ската. Наступним за значимістю елементом можна назвати кроквяну ногу. Це балки, які під нахилом кріпляться до мауерлат і з ‘єднуються у вінцях, утворюючи трикутну конструкцію. Як правило, влаштовується рядна обрешітка, яка виступає базою для силових елементів кроквяної системи (затяжок, куточків, метизів тощо). Кріпильна оснастка надалі дозволить забезпечити надійне з ‘єднання між виконаною обрешіткою і покрівельним покриттям.

Кроквяна нога кріпиться до мауерлат різними способами з розрахунком на снігові та вітрові навантаження, але однієї лише цієї фіксації недостатньо. Тому в каркас вводяться проміжні вузли кроквяної системи, які виступають конструкційними фіксаторами. До цієї групи можна віднести прогони, зятяжні балки і металеві труби. У перших двох випадках мова йде про дерев ‘яні бруски, які поперек або вздовж проходять по всій лінії розташування кроквяних ніг, об’ єднуючи їх в одну силову конструкцію. Що стосується металевих труб, то вони кріпляться не зовні анкерами, як у випадку з балками, а вводяться і пронизують елементи обрешітки через спеціальні отвори.

Види кроквяної системи

Вже зазначалося, що в нижній області кроквяні ноги лягають і фіксуються до мауерлат, а у верхній – переходять у трикутний вінець. Це не єдина конфігурація розміщення каркаса, але вона є найбільш поширеною. В даному випадку використовуються наслонні стропила, в яких ноги спираються на підпірки, а в міру підйому підтримуються стійками, підкосами і прогонами, що входять в обрешітку.

У верхній же частині пристрій кроквяної системи наслонного типу передбачає наявність коника. На нього спиратимуться два скати даху. До переваг цієї конфігурації відносять можливість рівномірного розподілу навантажень по всій площі з допусками до збільшення довжини кроквяних ніг. Зокрема, за наявності двох прогонів обрешітка може сягати 12-15 м.

Альтернативний варіант наслонної системи передбачає висяче розташування кроквяного каркаса. Принциповою відмінністю цієї схеми є відмова від проміжних несучих елементів підтримки – наприклад, від прогонів і ригелів. Все навантаження перекладається на мауерлати і коник. Чим же заповнюється підтримка висячої кроквяної системи? По-перше, її реалізація допускається тільки в будинках зі стінами, відстань між якими не перевищує 6,5 м, що саме по собі обумовлює зниження ваги. По-друге, дах матиме не два, а чотири скати, які зійдуться в одному центральному ковзані, а це теж підвищує несучий потенціал системи.

Проектування системи

Спочатку слід створити ескіз конструкції на папері. Сьогодні проектувальні компанії використовують для цього завдання програмне забезпечення на зразок SolidWorks і SCAD. Розробляти проект необхідно з урахуванням будівельних нормативів СНіП, які, зокрема, накладають обмеження на розміри окремих елементів. Наприклад, дистанція від перекриття на рівні розташування муаерлатів до коника повинна становити не менше 2,5 м. Несучу конструкцію можна представляти у формі квадрата або прямокутника. Від центру слід відвести скати – знову ж таки, проект кроквяної системи для приватного будинку повинен передбачати два або чотири скати, що визначить і конфігурацію розміщення каркаса. Головне – витримувати симетрію протилежних скатів.

Далі визначаються оптимальні розміри мауерлату, кроквяних ніг, блоків перекриття і стійок. Для розрахунку площі бажано розділити перекриття на кілька функціональних зон, після чого просумувати їх і вивести точку з найбільш високою вершиною. У цій зоні і буде розташований коник – по всій лінії вздовж даху, або у вигляді невеликого відрізка по центру, як у випадку з чотирьохскатною системою.

Розрахунок конструкції навантажень

Часто вітрові та снігові навантаження беруться до уваги при виборі типу покрівельного “пирога”, що не зовсім правильно – силові якості даху з зовнішнім покриттям безпосередньо залежать саме від кроквяної конструкції. Для початку слід розрахувати нахил. Чим гостріше кут обрешітки, тим менше опадів і, що особливо важливо, снігової маси затримається на даху. Для ковзанних верхніх стропил він складе близько 15-30 °, а для нижніх – не менше 60 °.

Вітрові навантаження також можуть змінюватися залежно від кута ската. В даному випадку буде важлива геометрія і площина розміщення покрівлі. Так, крутий скат вітер буде скидати, а сплющений – підніме з підвітряного боку. Враховувати слід горизонтальний напрямок повітряних потоків. Оптимальна конфігурація кроквяної системи дозволяє розбивати їх з відведенням тиску до фундаменту і по дотичній – від звісу даху.

Крім кліматичних факторів, важливе і власне навантаження від маси конструкції стропил і покрівлі, яка розраховується в кг на 1 м2. Конкретні дані формуються на основі окремого розрахунку маси за такими пунктами:

• Вага пиломатеріалу, що використовується для балок, опор, ригелів, обрешітки тощо.
• Вага ізоляційних матеріалів.
• Вага підкладок і покрівлі.
• Вага кріпаків, фурнітурних елементів і сполучних стрижнів.

Найбільший внесок у навантаження внесе саме покрівля. Найполегшеною буде кроквяна система під профнастил, на яку в середньому лягає 4-5 кг/м2. У бітумної черепиці і шиферу середні показники залишають 10-12 кг/м2. І особливий підхід повинен бути в розрахунках тиску на дахи з керамічною і цементною черепицею. Це важка покрівля, що надає навантаження на рівні 30-40 кг/м2. Як правило, сукупна сила тиску покрівельного настилу не перевищує 50 кг на 1 м2, тому при розрахунку можна закладати цю величину як нормативну. Ще краще – залишати невеликий запас на випадок форс-мажорних навантажень.

Який матеріал використовується в конструкції?

Для реалізації якісної та довговічної несучої системи слід використовувати відповідні за характеристиками пиломатеріали. Оптимально підійде сосна, ялина та інші хвойні породи, що відрізняються гнучкістю, міцністю і легкістю в обробці. Причому використовувати можна тільки вищий сорт. Якщо ж з метою економії вирішено було віддати перевагу 2-му і 3-му сортам, то доведеться виконати і самостійну обробку матеріалу антисептиками.

Особлива увага приділяється і структурі. Помилково багато хто вважає, що найбільш довговічним є цільний брус. Саме для даху фахівці рекомендують клеєні сегменти, які не піддаються деформації і стійко виносять динамічні навантаження. Не варто забувати і про вологість. З деревини з коефіцієнтом вологості до 20% виконується кроквяна система даху, ізольована зсередини гіпсокартонними плитами. Підвищення коефіцієнта до 23-25% означає, що частина елементів повинна буде розташовуватися на відкритому повітрі. Найбільш небажаним варіантом буде пиломатеріал зі свіжозрізаного масиву, вологість якого становить 30%.

Укладання мауерлата та перекриттів

По периметру на стінах встановлюється основа кроквяного каркаса у вигляді мауерлата. Між останньою цегляною кладкою і брусом підкладається шар гідроізолятора або руберойду. На етапі пристрою мауерлата монтаж кроквяної системи виконується із застосуванням анкерів, шпилок або дроту. Бажано, щоб елементи фіксації і сама схема кріплення допускала можливість вмуровування в стінову кладку.

Потім укладаються поперечні балки з того ж бруса. Їхнє завдання полягатиме в з ‘єднанні двох протилежних стін, що і сформує базу горищного перекриття. Стикування мауерлата з балками здійснюється металевими куточками або саморезами. На даному етапі слід витримувати конкретні нормативні параметри по дистанціях і розмірах. Так, будівництво кроквяної системи в несучій частині має виконуватися з витримкою відстані між балками в діапазоні від 50 до 100 см. Оптимальний крок – 60-70 см. При цьому слід залишати і абсолбруса за лінію стіни в межах 30-50 см.

Встановлення стропил

На цьому етапі готується і монтується брус для бічних стропил і суміжних елементів конструкції. Для кріплення до мауерлату в балках випилюються сполучні пази і при необхідності робляться отвори. Крім інтеграції в нішу бруса, покрівельник повинен забезпечити скріплення металевими скобами монтажним степлером.

Кроквяні ноги від мауерлата прямують до лінії коника. Для початку потрібно визначити його центр. У цій області прибивається тимчасовий рейок, на якому буде утримуватися кінець. Кріплення балок у верхній точці здійснюється за допомогою металевих накладок і великоформатних метизів – від цвяхів до кронштейнів. Не варто ігнорувати і застосування пазових з ‘єднань. Комбінований монтаж кроквяної системи із замками, куточками і болтами підвищить надійність конструкції.

Коли каркас буде зібраний, можна закласти фронтони цеглою, дошками або металопрофілем. При цьому не варто забувати про вентиляційні отвори і віконця.

Ізоляційні дії

Навіть якщо горищне приміщення під кроквяним каркасом не буде використовуватися як мансарда, дах необхідно утеплювати і гідроізолювати. Ще до рівня нижнього пласта покрівельного пирога слід також передбачити контробрешетку, повітряний зазор для вентиляції, плівку для запобігання проникнення вологи тощо. Обрешітка формується рейками і брусом на несучих балках. Якщо установка кроквяної системи реалізується із застосуванням металевих труб, то найкраще продовжити тильну надбудову обрешітки по всій площі скату саме від них. Це додасть надійності і довговічності конструкції. Єдине що слід передбачити як доповнення, це обробку металевих поверхонь захисними почесними складами.

В першу чергу до стропилів кріпиться гідроізолятор. Можна використовувати універсальну мембранну гідропароізоляцію, укладаючи її позаатяжку, а не внахлест. Місця стиків обов ‘язково проклеюються будівельним скотчем для герметизації. Шар утеплювача монтується зсередини. Це може бути пінополістирол, мінеральна вата або війлочні матеріали. Важливо підкреслити, що пристрій кроквяної системи має бути максимально орієнтований на забезпечення вогнезахисту. Тому до вибору натуральних і горючих синтетичних ізоляторів слід підходити дуже обережно. За формою краще використовувати товсті плити. Вони фізично надійніше і крім утеплення забезпечать гідну шумоізоляцію.

Ув ‘язнення

Класична кроквяна конструкція з ковзаном і проміжними опорними елементами зручна і в експлуатації, і в технічному обслуговуванні. Ця конфігурація не обмежує власника будинку в можливостях функціонального розширення даху. Наприклад, у неї можна інтегрувати повітроводи, снігоулювачі, вікна з люками тощо. Головне, щоб кроквяна система даху постійно відповідала базовим техніко-експлуатаційним вимогам, справляючись з навантаженнями. А для цього необхідно періодично проводити ревізію кроквяних ніг, опор і ригелів. Структура деревини повинна періодично оброблятися вологозахисними, біологічними та вогнетривкими просоченнями. Вибір конкретних складів залежатиме від сорту пиломатеріалу, того ж коефіцієнта вологості та умов експлуатації. Окрема увага приділяється кріпильній фурнітурі. Металеві елементи, наприклад, повинні замінюватися при найменших ознаках корозії. Для них також підбираються спеціальні захисні засоби.

Елементи кроквяної системи – з чого складається конструкція, правила влаштування

Для забезпечення надійності даху при його облаштуванні найбільше значення має міцність опорних систем, функцію яких головним чином виконують кроквяні конструкції. Влаштування скатної покрівлі може бути різним, в залежності від типу і ваги покрівельного покриття.

Різновиди кроквяних систем

Розрізняють кілька типів кроквяних споруд, зокрема:

Кожен з цих варіантів має свої характеристики та особливості. Залежно від різновиду конструкції, елементи кроквяної системи також можуть різнитися. Однак у всіх випадках основним призначенням крокв є забезпечення надійності покрівлі відносно різних навантажень.

Навантаження на покрівельне покриття також поділяються на декілька типів:

• Постійні, куди відноситься вага покрівлі з усіма її складовими.
• Тимчасові, такі як дощ, сніг, вітрові пориви, вага робітників, які виконують покрівельні роботи тощо.
• Нестандартні, наприклад, що виникають при землетрусах та інших непередбачених ситуаціях.

Оскільки основна частина навантаження в будь-якому випадку випадає на кроквяну покрівельну систему, необхідно як слід подбати про її міцність та надійність. Грамотне влаштування покрівлі з крокв є гарантією довговічності даху в цілому. Важливим при цьому є правильний вибір різновиду опорних споруд, а також матеріалів для їх виготовлення. З цією метою варто більш докладно розглянути основні типи кроквяних систем, що входить у них, які їхні основні характеристики, особливості монтажу й інші технологічні властивості.

Кроквяні конструкції наслонного типу

Такі системи встановлюються на дахах будинків, у яких є опорна середня перегородка або проміжні опори стовпчастого типу. Крокви при цьому являють собою похилі балки, що впираються внизу в опорні зовнішні стіни, а вгорі – в кониковий прогін. Опорою для самого коникового прогону служать вертикальні стійки, що впираються у внутрішню опорну стіну.

Подібна конструкція кроквяної системи обумовлена тим, що вона функціонує виключно за допомогою вигину. При необхідності спорудження додатково зміцнюється підкосами, затяжками та допоміжними вітровими елементами.

Головним перевагам наслонної системи крокв є її легка структура при будь-якій ширині будівлі, що дозволяє обійтися мінімальною кількістю матеріалів. Крім цього, завдяки постійній наскрізній вентиляції, у конструкціях такого типу попереджують гнильні процеси, що обумовлює тривалий термін їх експлуатації.

У значному числі випадків кроквяні системи наслонного типу виготовляються з дерева, що пов’язано з декількома причинами:

• Влаштування кроквяної системи даху з дерев’яних елементів обходиться значно дешевше порівняно з іншими матеріалами.
• Конструкція скатного даху з дерев’яними кроквами легше, а отже, створює менше навантаження на фундамент і стіни.
• Дерев’яна кроквяна система покрівлі більш проста в монтажі.
• Часто інші внутрішні конструкції даху також виготовляються з дерева. В результаті, збірка дерев’яної кроквяної системи даху з того ж матеріалу полегшує з’єднання між елементами як найбільш прийнятний варіант.

Дерев’яні елементи наслонної системи

Якщо ж говорити про те, що входить в кроквяну систему наслонного типу, то основні елементи наступні:

• кроквяні ноги;
• мауерлат;
• підкоси;
• стійки;
• лежні;
• розпірки;
• коникова балка (прогін).

Крім цього, для пристрою скатних дахів по дерев’яних кроквах використовується ряд додаткових пристроїв та елементів, таких як болти, скоби, нагелі, металеві пластини тощо.

Висячі кроквяні системи

Такі конструкції мають тільки дві точки опори, якими вони впираються до стін будівлі, і виконують свою функцію за допомогою вигину і стиснення. Навантаження, що падає на подібне влаштування, досить велика, і частина її передається на стіни. З метою зменшення навантаження на крокви та стіни біля основи кроквяних ніг зазвичай монтується затягування, виконує одночасно функції балки перекриття.

У найпростішому випадку кроквяна система висячого типу складається з кроквяних ніг, мауерлату та додаткових сполучних конструкцій. Варто відзначити, що в назвах елементів кроквяних систем використовується будівельна термінологія, знайома далеко не всім. Кроквяні ноги – це ті ж самі балки, часто звані просто кроквами. Вони утворюють основний каркас опорної конструкції покрівлі. Мауерлат являє собою колоду або брус, який може виготовлятися з різних матеріалів, і служить крайньою нижньою опорою для крокв. У разі кроквяних споруд висячого типу він посилюється залізобетонним поясом для більшої міцності.

Висячі кроквяні системи мають наступні переваги:

• висока жорсткість конструкції;
• простота проєктування і монтажу;
• відсутність у структурі крокв складних вузлів і механізмів.

Конструкції з крокв висячого типу найчастіше знаходять застосування в проєктах для нежитлових будівель або для житлових будівель з двосхилими дахами.

Об’єднані крокви

У ряді випадків у будівництві доводиться мати справу з облаштуванням кроквяних систем для багатоскатних, ламаних й інших складних покрівель. Така робота досить складна та вимагає особливої майстерності та вміння. Зазвичай у подібних ситуаціях використовується чергування висячих і наслонних кроквяних конструкцій.

З метою підвищити жорсткість споруди знизу від коникового прогону проводиться встановлення стійки з підкосами. В результаті проміжок між бічними опорами може збільшитися до 10-12 метрів.

Влаштування елементів кроквяної системи

Кріплення нижніх частин системи крокв проводиться до мауерлату, який, своєю чергою, встановлюється і кріпиться до верхньої поверхні опорних стін. Для міцної фіксації мауерлату до стіни в ній встановлюються різьбові шпильки, на які мауерлат насаджується, закріплюючись за допомогою гайок. Замість шпильок для монтажу мауерлату іноді використовуються анкерні болти.

Діаметр бруса для мауерлату зазвичай становить 18-20 сантиметрів. Важливо відзначити, що між стінами та мауерлатом необхідна гідроізоляція.

Іншим важливим елементом для монтажу кроквяної системи є кониковий прогін. До нього кроквяні конструкції кріпляться у своїй верхній частині. Сам же прогін в кінцевих частинах найчастіше фіксується до торцевих стін будови. Фактично, за допомогою коникового прогону кроквяні ноги з’єднуються у верхній частині в єдину конструкцію. Тому міцність його має особливо велике значення, а монтаж повинен проводитися на основі точних розрахунків з дотриманням усіх технологічних правил.

Якщо згідно з проєктом в поперечних стінах будівлі є деякі інтервали, тоді виникає необхідність у використанні додаткових опор, таких як підкоси, шпренгелі та стійки.

При облаштуванні кроквяної системи даху слід приділити істотну увагу силі вітрових навантажень, що припадають на покрівельні фронтони. Оскільки при прямому впливі сильних поривів вітру фронтони беруть на себе досить значне навантаження, це може певною мірою вплинути на міцність покрівельної конструкції. Тому доречним буде зменшити на них тиск вітру, встановивши діагональні з’єднувальні елементи. Їх функцію можуть виконувати дошки перетином в 3-4 сантиметри, монтаж яких проведено до основи кроквяних ніг.

Особливо ретельна увага потрібна при облаштуванні кроквяних споруд для сирих дерев’яних зрубів, оскільки в цьому разі матеріалу потрібна усадка. Одним з можливих варіантів є вичікування необхідного часу для висихання деревини, проте в сиру пору року на це може знадобитися досить значний термін, а відстрочка будівництва можлива не завжди. Оптимальним рішенням в такому випадку може бути встановлення ковзних опорних конструкцій, або компенсаторів усадки – гвинтових домкратів.

Монтаж ковзних опор технологічно простіший і може бути здійснено власними силами, в той час, як встановлення гвинтових домкратів повинно здійснюватися тільки спеціалістами з високою кваліфікацією (вимагає високої точності виконуваних розрахунків і робіт).

Властивості матеріалів, з яких виготовляються конструкції

Вище вже було зазначено, що дерево є одним з найпоширеніших матеріалів при облаштуванні кроквяних систем, що пов’язано з його низькою вартістю, малою вагою і простотою в монтажі. Поряд з цим, дерев’яні кроквяні конструкції мають і свої недоліки: вони менш міцні та довговічні в порівнянні з металевими, можуть вбирати вологу, а значить змінювати деякі властивості навіть після усадки. Для компенсації останнього фактора найкращим варіантом є використання ковзних кріплень та опор.

Кроквяні споруди нерідко виготовляються також з інших, більш міцних матеріалів. Найбільше поширення серед них мають металеві та залізобетонні конструкції. Звичайно, вони значно міцніше і надійніше дерев’яних, однак разом з тим у багато разів перевищують їх за вагою. З цієї причини монтаж і кріплення таких крокв є досить трудомістким процесом. Ще одним мінусом є те, що якщо конструкція вже готова, дуже важко вносити в неї будь-які зміни та корегування.

Залізобетонні та металеві крокви здійснюють значне навантаження на фундамент і опорні конструкції, а тому застосування їх можливо тільки для міцних кам’яних або бетонних будівель.

Останнім часом на ринку будівництва з’явилися також полімерні вироби для облаштування кроквяних систем, однак цей варіант поки новий і не випробуваний часом. Через відсутність достатнього досвіду щодо використання таких крокв, потрібно як слід подумати, перш ніж вибирати їх для облаштування покрівлі.

Як видно, при виборі матеріалу для пристрою кроквяної системи необхідно ґрунтовно зважити всі плюси та мінуси тих чи інших варіантів. Правильний вибір крокв служить гарантією того, що покрівельне покриття буде мати надійну і міцну основу, здатну прослужити довгі роки без будь-яких проблем в процесі експлуатації.

Кроквяні ферми: види, матеріали, розрахунок

Основним завданням при зведенні покрівлі будь-якої конфігурації та виду є максимальне забезпечення захисту будівлі від негативного впливу зовнішніх факторів. Цього можна досягти за допомогою використання кроквяних ферм на основі дерева або металу.

1. Основні вимоги до конструкції
2. Конструктивні особливості кроквяних ферм
3. Види кроквяних ферм
4. Вибір форми
5. Поради щодо вибору матеріалу для кроквяної ферми
6. Дерев’яні ферми
7. Специфіка металевих кроквяних ферм
8. Розрахунок навантажень
9. Монтаж
10. ВИСНОВКИ:

Основні вимоги до конструкції

• Незалежно від конкретного типу будівельних матеріалів (дерево, покрівля, що наплавляється, металочерепиця, звичайна черепиця) перед початком оздоблювальних робіт повинна бути зведена міцна будівельна конструкція, основним завданням якої має стати забезпечення стійкості і надійності влаштовується покрівлі.
• Якісне виконання конструкції, основними частинами якої є кроквяні і підкроквяні ферми, є гарантією того, що вона витримає всі надані на неї постійні і тимчасові навантаження.
• Основними вимогами до обираного матеріалу і конструкції кроквяної ферми є міцність, стійкість і надійність.

Конструктивні особливості кроквяних ферм

У визначення “кроквяна ферма” входить ряд конструктивних елементів: розкосів, стійок риштувань. Така жорстка конструкція в результаті складання забезпечуватиме скелет покрівлі.

Під цим визначенням маються на увазі жорсткі конструкції, що застосовуються при влаштуванні скатних дахів.

Завданням ферм є передача загального навантаження, яка виявляється на дах, стіни будівлі. Матеріалом для виготовлення ферм в основному служить дерево, але можливі також альтернативні варіанти.

Основою для створення дерев’яних конструкцій є дошки, ліс-кругляк, брус.

Корисна інформація про те, які бувають види дахів дерев’яних будинків.

Все про види герметиків для металевої покрівлі ви знайдете в окремій статті.

Окремі елементи з’єднуються методом врубки. У тому випадку, коли деталі зроблені з дощок, в хід йдуть болти, цвяхи, зубчасті кільцеві шпонки.

При зведенні великих по площі будівель, коли довжина прольоту виявляється більше 16 метрів, при будівництві використовуються ферми з розтягнутими стійками на основі металу.

У разі використання розтягнутих дерев’яних стійок надійне кріплення вузлів є досить складним завданням, а при використанні металевих елементів зробити це легко.

Збірка дерев’яних ферм – процес досить трудомісткий. При використанні ферм комбінованого типу (з дерев’яними і металевими деталями) це можна зробити набагато швидше.

При зведенні житлових будинків рідко застосовують варіант покрівельної конструкції з відкритими фермами. В основному вони закриваються за допомогою стельових перекриттів. У сфері будівництва будівель промислового призначення відкриті ферми є досить популярним варіантом влаштування покрівлі.

В якості головних елементів можуть використовуватися також балки. Кроквяні балки на основі залізобетону є подстропильными конструкціями, перекривають кроки колон довжиною 12, 18 метрів. Подібні елементи при цьому є проміжними опорами.

Види кроквяних ферм

Вибираючи конструкцію і матеріал для створення покрівельного скелета, необхідно враховувати, на основі якого матеріалу побудовані стіни. Опорами для несучих конструкцій можуть бути залізобетонні, металеві колони, цегляні стіни або підкроквяні ферми.

Особливості ферм дають можливість їх класифікації за наступними ознаками:

• обрисом поясів;
• конструктивним оформленням;
• статичною схемою;
• типом решітки.

Найбільш значущим критерієм для поділу ферм на окремі види є обрис поясів. Воно визначається конструкцією покрівлі, розмірами прольоту, величиною надається навантаження. В основному вибір покрівельного матеріалу залежить від нахилу верхнього пояса.

• З області промислового будівництва при влаштуванні покрівель плоского типу використовуються кроквяні ферми з паралельними поясами.
• У разі використання в якості покрівельного матеріалу азбестоцементних або сталевих листів влаштовується трапецієвидна різновид несучих конструкцій.
• У сфері цивільного будівництва найбільш популярними є остови трикутної форми.
• При будь різновиди обрисів застосовують різні системи решіток. При влаштуванні ферм з паралельними поясами або трапецієподібної форми оптимальним варіантом є решітка трикутної форми, укріплена за допомогою пристрою додаткових стійок.
• Крім цього типу, широке поширення одержали розрізна балкова схема або решітки з шпренгелями.

За ознакою конструктивного оформлення ферми поділяються на такі види:

• легкі, або одностінні — відрізняються наявністю однієї фасонки у вузлах;
• важкі, або двостінні – їх особливістю є наявність у вузлах двох фасонних аркушів.

При зведенні будівель зі значною довжиною прольоту (складальних цехів, ангарів) застосовуються важкі конструкції. У подібних будівлях промислового призначення скелет виконує функції ригелів рамних систем.

У відповідності з матеріалом виготовлення кроквяні ферми бувають:

• дерев’яними;
• металевими;
• змішаними (або комбінованими).

Вибір форми

Щоб правильно обрати форму конструкції, необхідно звертати увагу на наступні важливі моменти:

• матеріал, що використовується в якості покрівельного покриття;
• величина кута нахилу даху;
• наявність перекриттів стелі;
• специфіка конкретного типу з’єднання деталей кроквяних ферм.

Наприклад, у випадку зведення покрівлі плоского типу, покриттям для якого служать рулонні бітумні матеріали, найкращим варіантом кроквяної ферми є прямокутна або трапецієподібна конструкція.

При величині кута нахилу понад 12 градусів і у випадку важких покриттів оптимальним вибором є ферми трикутної конфігурації.

Розрахунок висоти кроквяної ферми проводиться з використанням формули, яка відповідає обраній формі конструкції:

• Для трикутного варіанти: 1/5 х L. Латинською буквою позначена довжина прольоту.
• Для прямокутної конструкції: 1/6 х L.

При зведенні приватних житлових будинків найбільш часто використовуваною є кроквяна ферма трикутної конфігурації. Для пристрою покрівель з одним або двома скатами з різними кутами нахилу застосовуються різні комбінації зі кроквами похилого типу, влаштовуються дерев’яні або металеві кроквяні ферми.

Стійкість ферм підвищується допомогою пристрою додаткових зв’язок для верхнього і нижнього поясів. Виготовлення подібних зв’язок здійснюється головним чином на основі дощок.

У випадку зведення покрівлі з двома скатами раціональним вибором є різновид ферми зі кроквами висячого типу.

Поради щодо вибору матеріалу для кроквяної ферми

Найголовнішим моментом вибору кроквяної конструкції є підбір будівельного матеріалу, який може забезпечити необхідну ступінь міцності, жорсткості, надійності. Значення має і цінова категорія, до якої належить матеріал.

Дерев’яні ферми

Кроквяні ферми на основі дерева є найбільш популярним варіантом, який відповідає більшості пред’являються до конструкції вимог.

Їх застосовують у наступних випадках:

• при влаштуванні покрівель мансардного типу;
• при зведенні комерційних, сільськогосподарських, спортивних, промислових об’єктів;
• під час відновлення плоских покрівель споруд різного призначення;

Основними достоїнствами дерев’яних кроквяних ферм по відношенню до інших різновидів таких конструкцій є:

• простота процесу виробництва і його автоматизированность;
• короткі терміни виконання робіт з проектування;
• легкість здійснення монтажу (завдяки наявності готових елементів конструкції);
• широка перспектива реалізації самих незвичайних дизайнерських рішень в плані форми, конфігурації і т. д.;
• порівняно невелика вага;
• можливість застосування в разі прольотів великих розмірів (найбільша довжина може становити 18 м);
• можливість утеплення і простота його здійснення;
• відмінні експлуатаційні якості і технологічні характеристики;
• приналежність до першої категорії пожежної безпеки (матеріал проходить відповідну обробку в заводських умовах);
• відповідність вимогам екологічної безпеки.

У разі вибору конструкцій на основі дерева необхідно звертати увагу на якісне проведення обробки матеріалу антисептичними і антипиретическими складами, що забезпечують захист конструкції від руйнівної дії гнилі, грибів, комах і від вогню.

Специфіка металевих кроквяних ферм

Для забезпечення підвищеної жорсткості застосовують кроквяні системи на основі металу. Цей варіант максимально підходить при влаштуванні кроквяних ферм значної довжини (більш 10 м). В таких випадках стали виготовляються не тільки крокви, але також брус мауерлата і конькові опори. Укладання проводиться не з допомогою дерев’яної сполучної деталі, а за допомогою швелера. Для кріплення кроквяних ніг використовуються приварені куточки.

Основними перевагами сталевих кроквяних ферм є:

• підвищений рівень міцності;
• стійкість;
• несхильність до руйнування і гниття;
• значний термін служби;
• зручність застосування при необхідності перекриття споруд великої площі і висоти.

Слід вказати також недоліки металевих ферм:

• значний вагу створюваної конструкції;
• застосування спеціальної техніки для підйому конструкції на необхідну висоту;
• нестійкість матеріалу і висока ймовірність його деформації в умовах високого температурного фону;
• дорожнеча.

Сталеві кроквяні ферми бувають трьох типів:

• спараллельными поясами;
• трикутні;
• полігональні.

При плануванні м’якої покрівлі оптимально підходять ферми з паралельними поясами або полігональні. У разі застосування листових матеріалів краще вибрати трикутні конструкції.

Промисловість випускає кроквяні ферми уніфікованих розмірів, які розраховані на прольоти, довжина яких становить 18, 24, 30 і 36 метрів.

Для виготовлення поясів і решітки ферм в більшості випадків застосовуються куточки, а скріплення окремих елементів здійснюється за допомогою зварювання. Найбільш раціональною вважаються конструкції, для виготовлення поясів яких були використані таврові широкополочні балки. Процес виготовлення таких конструкцій досить простий, до того ж на них йде менше матеріалу, але надійність і міцність конструкції від цього не страждають.

Відмінною особливістю сталевий подстропильной від кроквяної ферми є наявність паралельного пояса. Їх випускають в аналогічних уніфікованих розмірах.

Під час будівництва приватних будинків в багатьох випадках використовуються сталеві кроквяні ферми, матеріалом для яких є профільна труба. Порівняно з фермами на основі куточків, швелерів або тавра подібні конструкції володіють меншою вагою.

Такі конструкції можуть збиратися прямо на будівельному майданчику. При цьому використовується зварювальний апарат.

Ферми виготовляються на основі гнутих або гарячекатаних профільних труб. При цьому використовується сталь товщиною від півтора до п’яти міліметрів. Переріз профілю труби може бути квадратним або прямокутним.

В даний час в будівництві нерідко застосовують також залізобетонні кроквяні ферми. Вони являють собою дуже міцні гратчасті конструкції для перекриття значних по довжині прогонів.

Подібні ферми доцільно монтувати на дахах одноповерхових будівель, покриття яких відчуває дуже великі навантаження.

Розрахунок навантажень

Під час зведення системи крокв важливим моментом є не тільки правильний вибір форми конструкції та матеріалу виготовлення, але і коректний розрахунок можливих навантажень.

Вони бувають трьох видів:

• постійні: загальна вага покрівельного пирога;
• тимчасові: вага снігового шару, що знаходяться на покрівлі людей, сила поривів вітру;
• особливі – до цієї категорії відноситься сейсмічна навантаження.

Кроквяна система на основі ферм і балок є несучою конструкцією, до складу якої входять численні елементи. Незалежно від конкретної конструкції і форми це складний у технологічному плані процес, головним етапом якого є етап проектування. Саме в цей час проводяться розрахунки, від правильності яких залежить безпека всієї конструкції протягом всього експлуатаційного періоду. Такий розрахунок складається з складних обчислень, здійснення яких вимагає наявності професійних знань.

Як виглядає конструкція двосхилим мансардного даху можна подивитися на нашому сайті.

Про особливості пристрою ламаної даху шукайте інформацію тут.

Як зробити фронтон будинку з бруса читайте в статті за адресою http://rooffs.ru/accessories/frontony/iz-brusa.html.

Монтаж

В якості прикладу нижче описаний найбільш простий процес монтажу кроквяних конструкцій при зведенні односхилим покрівлі.

• Спочатку згідно з наведеною формулою розраховується величина перепаду стін:
  Ш х tgL

Буквою Ш позначено відстань між двома опорними стінами, а tgL– це тангенс кута нахилу покрівлі.

• Після цього готується необхідна кількість дерев’яних крокв, попередньо оброблені антисептичними складами.
• Наступним кроком є встановлення мауерлата. Балка по товщині повинна відповідати величині товщини стін. Її необхідно прикріпити по можливості більш жорстко і провести якісну гідроізоляцію. В процесі монтажу опорної балки треба стежити за дотриманням строго горизонтального розташування.
• Після закінчення монтажу мауерлата на ньому повинні бути позначені точки установки кроквяних ніг і вирізані виїмки для них.
• Заздалегідь підготовлені ферми укладаються таким чином, щоб вони виступали на поверхню опорної балки на 30 див. Закріплення здійснюється за допомогою болтів і скоб.
• Процес завершується встановленням підпор та монтажем обрешітки. У тих випадках, коли кроквяні ноги мають довжину понад 4,5 м, підпори є обов’язковим елементом. Поверх змонтованих крокв влаштовуються планки обрешітки.

ВИСНОВКИ:

• Використання кроквяних ферм на основі дерева або металу забезпечує захист будівлі від зовнішніх впливів.
• Основними вимогами до обираного матеріалу і конструкції кроквяної ферми є міцність, стійкість і надійність.
• Завданням ферм є передача загального навантаження, яка виявляється на дах, стіни будівлі.
• Ферми класифікуються по контуру поясів, конструктивного оформлення, статичній схемі, типом решітки.
• Розрізняють ферми з паралельними поясами, трапецієподібні, трикутні.
• Кроквяні ферми виконуються з дерева або металу. Можливі також комбіновані варіанти.
• Стійкість ферм підвищується допомогою пристрою додаткових зв’язок для верхнього і нижнього поясів на основі дощок.
• При зведенні системи крокв важливим моментом є коректний розрахунок можливих навантажень.

Детальніше про кроквяної системі вальмового даху дивіться у відеосюжеті.