Дах і коробка будинку є двома взаємодоповнюючими конструкціями, які відповідають за міцність, надійність і довговічність будівлі. Будівництво даху немислимо без зведення кроквяної системи - каркаса з дощок і брусів, на якому закріплені шари покрівельного пирога. Щоб побудувати міцну дах, треба правильно розрахувати кроквяну систему і підібрати відповідні для неї елементи. Саме це і викликає більшість складнощів при зведенні будинку. У цій статті ми постаралися торкнутися всі нюанси, пов'язані з цим завданням.

види навантажень

Кроквяний каркас відповідає за жорсткість даху і рівномірно розподіляє навантаження пирога по зовнішнім і внутрішнім опорам. Від правильного розрахунку залежить міцність і надійність покрівлі, а також її здатність чинити опір різним впливам. Впливів цих досить багато, починаючи від ваги всіх матеріалів, покладених на крокви, закінчуючи зовнішніми факторами.

Для розрахунку кроквяної системи даху слід враховувати всі навантаження, що надаються на конструкцію. Тільки після цього можна знайти оптимальні параметри і підібрати елементи, здатні витримувати сумарні впливу цих навантажень. Але слід брати до уваги, що схема розрахунків кожен раз виходить «ідеалізованої». Це означає, що дах відчуває рівномірно розподілене навантаження, а насправді все відбувається зовсім не так - десь снігу нападало більше, з якогось боку вітер дме сильніше і т.д.

Навантаження на кроквяну систему:

1. Змінні - сніг, вітер, град і інші погодні явища.
2. Регулярні - вага покрівельних матеріалів і устаткування, встановленого на даху.
3. Нетипові (особливі) - ураганні вітри, сейсмічні поштовхи.

Всі розрахунки навантажень описані у відповідних СНиП, тому в процесі роботи слід постійно звірятися з затвердженою документацією. Те ж саме стосується визначення оптимального кута нахилу покрівлі, кроку крокв і вибору матеріалів. Після складання докладної схеми з урахуванням всіх необхідних параметрів можна зробити коригування і приступати до монтажу.

Навантаження вітру і снігу

Вітрова навантаження може серйозно нашкодити неправильно сконструйованої даху. Те ж саме стосується великої кількості снігу, що скупчився на поверхні. Уникнути неприємностей допоможе правильно підібраний кут нахилу скатів.

Щоб визначити ступінь снігового навантаження в горизонтальній проекції, скористайтеся наступною формулою: S \u003d Sg * μ.

Sg - вага снігу на 1 м² площі, а μ - коефіцієнт залежно від кута нахилу. Так, для дахів з ухилом менше 25 ° він становитиме 1,0, для дахів з ухилом від 25 ° до 60 ° коефіцієнт дорівнюватиме 0,7, а для дуже крутих схилів більше 60 ° взагалі можна не враховувати снігове навантаження - сніг на такій поверхні просто не зможе втриматися.

Для знаходження вітрового навантаження використовуйте іншу формулу: W \u003d Wₒ * k.

Wₒ тут є нормативним значенням, яке можна підібрати залежно від вітрового району (вказано в СНиП), а k - це коефіцієнт, який визначає залежність сили вітру від висоти будинку і його місця розташування. Простежити цю залежність можна по таблиці нижче:

Якщо кут нахилу покрівлі становить більше 30 °, в розрахунок кроквяної системи слід внести поправку на вітер. Також для розрахунку потрібно знати постійний напрямок вітру в місцевості, де будується будинок.

Вітер в залежності від кута нахилу даху буде прагне або підняти її, або перекинути, так що в обох випадках кріпити крокви до опорного бруса слід дуже міцно. Способи монтажу також будуть відрізнятися в залежності від впливу вітру. Але що можна з упевненістю сказати, так що дах важче, тим краще - з важкої конструкцією вітер буде не в змозі впоратися.

Наведемо приклад розрахунку снігового і вітрового навантаження на дах будинку, що будується в середній смузі Росії, скажімо, в Підмосков'ї. Отже, щоб подивитися розрахункові значення, знадобиться СНиП 2.01.07-85 про «Навантаження і впливи». Кут нахилу скатів становить 22 °. Оскільки будинок знаходиться в третьому сніговому регіоні, розрахункове навантаження для нього становитиме 180 кг / м², а коефіцієнт залежності - 1,0. Множимо один на одного ці два значення і отримуємо снігове навантаження в 180 кг / м². Якщо коефіцієнт скатної покрівлі буде менше, скажімо, 0,7, то і навантаження зменшиться до 126 кг / м².

Важливий момент: В разі утворення снігового замету на даху навантаження збільшується до 400-500 кг / м².

Що стосується вітрового навантаження для нашого будинку в Підмосков'ї, то для цього регіону вона складає 32 кг / м².Допустім, площа будинку 10 м², тоді обчислити ступінь впливу вітру дуже просто: 32 * 0,65 \u003d 20,8 кг / м².

навантаження даху

Розраховувати кроквяну систему даху потрібно з урахуванням всіх матеріалів, які ви будете укладати на неї: гідроізоляцію, утеплювач, елементи вентиляційної системи, покрівельний матеріал, обладнання тощо Вибір покрівельного матеріалу залежить від кута нахилу скатів і безпосередньо впливає на вимоги до міцності складових кроквяної системи.

Вага поширених покрівельних матеріалів на 1 м²:

• керамочерепіца - 35-50 кг;
• цементна черепиця - 40-50 кг;
• шифер - 10-15 кг;
• бітумна черепиця - 8-12 кг;
• бітумний шифер - 4-6 кг;
• профнастил та металочерепиця - 4-5 кг.

Чорновий настил для шарів покрівельного пирога важить від 18 до 20 кг / м², лати - від 8 до 10 кг / м², а вся кроквяна система дає навантаження від 15 до 20 кг / м². Підсумуйте всі ці дані і ви зрозумієте, що на стіни будинку і фундамент дах надає неабияке тиск. До слова, якщо будинок побудований на полегшеному фундаменті або має неміцні стіни, то про дах, покритої, наприклад, керамічної або цементної черепицею не може бути й мови.

Корисна порада: Багато продавців покрівельних матеріалів роблять акцент на легкості виробів, мовляв, це дозволить заощадити на кроквяної системі, побудувавши її з більш тонких і дешевих елементів. Але ми з вами вже знаємо, що чим дах важче, тим складніше вітрі її перекинути або відірвати, тому не варто сліпо вірити подібним доводам.

перетин крокв

Як ви вже зрозуміли, вибирати переріз (товщину) крокв слід в залежності від навантаження на дах, точніше, суми всіх перелічених вище навантажень. При будівництві двосхилим або четирехскатной покрівлі використовується безліч різних елементів. Довжина стандартних крокв може варіюватися від 4,5 до 6 м. При необхідності їх можна вкоротити або наростити.

Перш ніж вибрати перетин бруса, потрібно знати довжину крокв, крок їх установки і навантаження на них. У таблиці нижче наведені необхідні дані для розрахунку покрівельної системи. Однак ці значення підходять лише для Московської області і враховують кліматичні особливості саме цього регіону.

Але «скелет» даху складається не тільки з крокв - в ньому є опорний брус (мауерлат), підкоси, ригелі і багато інших елементів. Нижче представлені рекомендовані перетину для кожного з них:

• мауерлат найпотужніший елемент системи, тому для нього потрібна велика перетин в 100х100 мм, 100х150 мм або 150х150 мм;
• прогони також виконують підтримуючу функцію і повинні бути міцними - 100х100 мм, 100х150 мм або 100х200 мм;
• ендови і діагональні кроквяні ноги - 100х200 мм;
• підкоси і ригелі - 100х150 мм або 150х150 мм;
• підшивальні дошки - 25х100 мм;
• затяжки - 50х150 мм.

Коли обрана довжина, товщина і крок розташування крокв, можна визначити їх кількість. Робити це потрібно, орієнтуючись на довжину будинку. В процесі проектування також треба робити розрахунок на прогин, співвідносячи навантаження на крокви і можливий прогин дерев'яних елементів під нею. Для кроквяної системи мансардного даху прогин не перевищуватиме 1/250 частина від довжини сегмента, на який чиниться тиск.

Іншими словами, п'ятиметрові крокви прогнуться максимум на 2 см. При збільшенні довжини або навантаження дах може деформуватися.

Рекомендації для вибору брусів на крокви:

1. На 1 погонному метрі матеріалу не повинно бути більше 3 сучків завдовжки до 3 см (якщо сучок більше, то крокви буде слабким).
2. Припустимо присутність некрізних тріщин, але тільки якщо вони не перевищують половини довжини всього бруса.
3. Деревина повинна бути добре просушеної. Допустимий рівень вологості брусів становить 18% і менше. Якщо побудувати кроквяну систему з сирих елементів, дуже скоро вона деформується.

Корисна порада: Перед монтажем конструкції кроквяної системи обов'язково обробіть кожен дерев'яний елемент антисептичним і антипіренами засобом. Робити це треба до установки, а не після.

Розрахунок кроквяної системи

Розрахунок кроквяної системи буде залежати, в першу чергу, від конструктивних особливостей даху і її типу: односхилий, двосхилий, вальмовая і т.д. У цьому розділі ми розглянемо особливості розрахунку для найпоширеніших видів дахів.

односхилий дах

Односхилий дах дуже проста у виконанні і зробити для неї розрахунок крокв не складе особливих труднощів. Однак найбільшим недоліком такої конструкції є її сильна схильність сніговим та вітрових навантажень. На великий пологої площі буде постійно збиратися багато снігу, тому кроквяна система повинна бути досить потужною. Особливо це стосується тих випадків, якщо ви не зможете регулярно чистити дах. Бути може, в подібній ситуації варто задуматися про вибір іншого виду даху, наприклад, найпростішої двосхилим. Невеликий кут нахилу односхилим даху вимагає не тільки потужного каркаса, але також використання посиленої гідроізоляції через високого ризику виникнення протікання.

Щоб зробити розрахунок кроквяної системи односхилого даху, спершу потрібно задати кут нахилу (від чого він залежить, ми вже з'ясували в попередньому розділі). Для створення необхідного ухилу слід організувати правильний перепад по висоті - розташувати опори відповідної висоти.

Довжина прольоту визначає складність кроквяної системи:

1. Для перекриття невеликої довжини можна використовувати тільки кроквяні ноги.
2. При довжині прольоту від 4,5 до 6 м необхідно встановити підкоси в нижній частині схилу.
3. Щоб закрити проліт довше 6,5 м, знадобляться вертикальні стійки - вони не дадуть даху прогнутися під навантаженнями.

Наведемо приклад розрахунку каркаса односхилого даху для гаража площею 4х5 м з ухилом 25 °. Спочатку треба дізнатися висоту даху, щоб зрозуміти, настільки піднімати одну з несучих стін гаража. Для цього помножимо тангенс ухилу на довжину бічної стіни: tg25 * 5 \u003d 2.35 м.

Щоб знайти довжину кроквяної ноги, ділимо висоту даху на синус ухилу і до отриманого результату додаємо подвійну довжину схилу: 2,35 / sin25 + 2 * 0,5 \u003d 6,6 м.

Розрахунок кроквяної системи двосхилого даху

Двосхилий дах користується популярністю протягом тисячоліть, і навіть сьогодні при великій кількості дизайнерських рішень багато хто воліє цей класичний варіант. Пояснити це можна не тільки естетичною привабливістю, але також простотою зведення і практичністю конструкції.

Ухил кроквяної системи двосхилого даху може варіюватися від 5 ° до 90 ° в залежності від кліматичної зони і регулярних навантажень. Звичайно, дизайнерські переваги тут також відіграють не останню роль. Якщо ви будуєте будинок в сприятливій кліматичній зоні, де немає сильних вітрів і снігопадів, але хочете прикрасити оселю гострим дахом, ніхто не може заборонити вам це зробити. Найпоширенішим варіантом є даху з ухилом від 35 ° до 45 °. Вони не загороджують огляд, лаконічно вписують будинок в природний ландшафт і залишають досить вільного простору на горищі.

Пристрій кроквяної системи такої покрівлі відрізняється в плані використання опори для крокв. Вони можуть бути висячими або похилими. Перші використовують в тих випадках, якщо відстань між опорами не перевищує 6-6,5 м. Похилі елементи актуальні для споруд, в яких є несуча центральна стіна або внутрішні стовпчасті опори.

Після визначення відносно всього навантаження на 1 м² системи (вітер, сніг, вага покрівельного пирога і т.д.), можна визначити перетин крокв. Щоб полегшити завдання, розбийте дах на кілька геометричних фігур, наприклад, на 2 трапеції скатів. Обчисліть навантаження для кожного з них і складіть результати. Той же принцип можна використовувати для розрахунку кроквяної системи четирехскатной даху.

чотирьохскатна дах

Конструкції чотирисхилих дахів бувають декількох видів, але найпопулярнішими є шатрові і вальмовиє. Шатрові дахи складаються з 4 трикутників, верхні кути яких зводяться в один коньковий вузол. Покрівлі вальмовому типу являють собою 2 трапеції, з'єднаних коньковой балкою по верхніх гранях і 2 трикутника з боків. Є також ламані покрівлі зі складною будовою, але розрахувати для них кроквяний каркас можна тільки при наявності великого досвіду і кваліфікації.

Вальмовая покрівля найкраще підходить для житлових будинків, оскільки дозволяє створити досить просторе горищне приміщення. Його можна утеплити і перетворити в житлову кімнату: спальню, кабінет або майстерню. Однак розрахунок вальмовой кроквяної системи вимагає терпіння і часу.

Спеціальні таблиці істотно полегшують завдання. Так, на зображенні нижче показані коефіцієнти залежно довжини кутових і проміжних крокв від кута нахилу скатів.

За допомогою таблиць залежності перерізу, вітрового навантаження, маси покрівельного матеріалу можна досить швидко зібрати всю необхідну інформацію для вашого проекту. Геометричні параметри і площа даху вимірюються квадратними метрами.

Якщо ви не маєте досвіду або не впевнені в своїх математичних здібностях, краще скористатися онлайн калькулятором або однієї зі спеціальних програм для розрахунку кроквяної системи. В останньому випадку вам треба лише ввести потрібні дані, а програма зробить все обчислення і згенерує результат. Помилки таким чином зводяться до мінімуму. Нижче ви знайдете відео про розрахунок кроквяної системи за допомогою однієї з таких програм:

Висота даху (h) і дистанція між центром підстави і найближчим її краєм (b \\ 2) відповідає тангенсу ухилу (tg α). Так, знаючи кут нахилу ската, можна знайти висоту за формулою: h \u003d (b * tg α) \\ 2.

Знаючи косинус кута нахилу, можна знайти і довжину бічних крокв (e): e \u003d b \\ (2 cos α).

Для знаходження довжини вальмових крокв (d) стане в нагоді теорема Піфагора:

Враховуйте, що діагональні крокви довше звичайних і на них будуть спиратися коротші елементи, тому важливо забезпечити їх міцність і жорсткість. Це можна зробити, вибравши більш тверду деревину і провівши правильне нарощування брусів при необхідності.

Розрахунки і проектування є колосально трудомісткою і відповідальним завданням, будь то кроквяна система двосхилим простий даху, вальмовой або шатрового. Щоб правильно виконати завдання, необхідно чітко розуміти, для чого потрібен кожен елемент і як «відчуває» себе дах в процесі експлуатації. Якщо ви сумніваєтеся, що впораєтеся, краще потренуватися на створенні крокв для гаража або альтанки, а потім переходити до житлового будинку. Також можна скористатися послугами фахівців - економити на будівництві можна, але тільки не за рахунок проектування. Щоб полегшити вам завдання, ми підготували кілька схем стропильних систем.

Кроквяна система: фото