Výpočet krokvového systému sedlové střechy: průřez, sklon a délka konstrukce – výpočet rozměrů a počtu vazníků pomocí příkladu

Ze všech prvků soukromého domu se střecha vyznačuje nejmenší trvanlivostí.

Během větších oprav nebo rekonstrukcí bydlení je někdy nutné změnit konstrukci krokví, například pokud chce developer přestavět sedlovou střechu na sedlovou.

Nemá smysl svěřovat takovou práci dodavateli – zvládnete to sami, pokud si tento článek pečlivě přečtete.

Zatížení na sedlové střeše a výpočet krokvového systému

Při určování skutečného zatížení krokví můžete použít níže uvedené výpočtové schéma, které bylo vytvořeno pomocí počítačového modelovacího programu ANSYS.

Pro snazší použití jsou silové faktory – síly a momenty sil působící na krokve – zvýrazněny různými barvami:

• Zatížení větrem je znázorněno červeně.
• Zatížení od vlastní hmotnosti krokví je zobrazeno žlutě.

Dále budou zohledněny i síly z rozloženého zatížení střešní krytiny.

Výpočetní algoritmus je následující:

1. Vývoj geometrie krokvového systému.
2. Identifikace a analýza veškerého aktivního vnějšího úsilí.
3. Výběr typu nátěru.
4. Stanovení napětí v průřezech krokví.
5. Výběr parametrů průřezu jednotlivých prvků krokví.

V závislosti na konkrétních podmínkách lze algoritmus doplnit. Více o výpočtu sedlové střechy si přečtěte zde.

Počáteční data

Geometrie vybraného krokvového systému zahrnuje následující parametry:

1. Délka krokví.
2. Krokev krokev.
3. Průřez nosníků.

Délka krokví se určí řešením pravoúhlého trojúhelníku, jehož strany budou výškou podkroví, šířkou domu a úhlem sklonu.

Nejprve byste si však měli vybrat typ krokví:

• zavěšení – bez opory od vnitřních stěn;
• nakloněný – s mezilehlou oporou.

Definice geometrických parametrů

Výšku podkroví (nebo mansardové místnosti, pokud je plánována) určuje developer. Pro snazší použití by tento parametr pro hřebenovou (největší) část neměl být menší než 2,5. 3,0 m.

Úhel sklonu by měl být sladěn se zvoleným typem krytiny., protože tento úhel určuje možnost samovolného valení sněhu a srážek z povrchu střechy.

Minimální úhel tření, při kterém se na střeše může udržet sníh nebo různé drobné předměty (například zlomené větve), je 14 0 , ale u některých typů střešních krytin může být větší.

Při výběru úhlu sklonu střechy Zohledňují se také klimatické podmínky oblasti, kde se dům staví.intenzita srážek, jejich rozložení podle měsíců.

Rozsah možných úhlů sklonu je znázorněn na obrázku níže, ale v praxi se používají úvahy o účelnosti: příliš strmá střecha zvyšuje spotřebu střešní krytiny, zatímco příliš plochá střecha zvyšuje množství práce potřebné k čištění střechy.

Srovnávací pohled na průřez sedlové střechy v různých úhlech jejího sklonu:

Po výběru vhodné hodnoty úhlu sklonu se všechny ostatní charakteristiky, kromě sklonu krokví, řeší pomocí běžného pravoúhlého trojúhelníku:

• В – délka krokve s přihlédnutím k jednostrannému přesahu, obvykle v rozmezí 0,6. 0,8 m;
• А — polovina šířky domu.
• Н – výška podkroví/půdy.

Pokud některý z parametrů ještě není definován, můžete použít známou hodnotu úhlu sklonu:

tgα = B/A, kde α je úhel sklonu.

Je obtížnější určit sklon krokví, protože tento parametr závisí na vnějším zatížení střechy. Krokvový systém se skládá z dřevěných trámů, které se vyznačují přijatelnou hodnotou úhlu vychýlení. Z hlediska trvanlivosti krokví je tento faktor nebezpečnější než svislé zatížení, protože dřevo se v ohybu osvědčuje mnohem hůře než v tlaku.

Pro nejjednodušší určení kroku můžete použít tabulku:

Přečtěte si tento článek a zjistěte, jak určit vzdálenost mezi krokvemi sedlové střechy pomocí vlnitých plechů.

Mezní stav dřevěných konstrukcí

Aby se co nejvíce zohlednily vnější faktory Doporučuje se provádět výpočty na základě mezního stavu únosnosti konstrukcí, když jsou současně vystaveny tahovému a ohybovému namáhání. To je důležité, protože dřevo není plastický materiál a může se zřítit, pokud je skutečné zatížení byť jen nepatrně překročeno.

Pro posouzení mezního stavu dřevěné konstrukce se v první fázi stanoví její stabilita a dotvarování (dlouhodobá pevnost) a ve druhé fázi průhyb. Získané hodnoty se porovnávají s přípustnými hodnotami, pro které se používají standardní údaje uvedené v SNiP 2.01.07-85.

Standardní pevnost v tahu jednoho nosníku σ_р určeno vzorcem:

Svislé zatížení lze zase stanovit podle závislosti:

• k = 1,12…1 – součinitel bezpečnosti;
• F – plocha střechy v závislosti na rozměrech domu v půdorysu a akceptovaných rozměrech přesahu (zvlášť pro každou stranu);
• q – měrná hmotnost (hustota) jednotkové plochy střechy v závislosti na materiálu.

Pro nejběžnější typy střešních krytin používaných v individuální bytové výstavbě lze měrnou hmotnost kg/m2 nastavit v rozmezí:

1. Ocelový profilovaný plech – 40…250 (nižší hodnoty – pro kovové profily menší tloušťky).
2. Běžné dlaždice – 40…60.
3. Kovové střešní tašky – 8…10.
4. Ruberoid/měkká střecha – 0,10…0,14.
5. Ondulin – 0,09…0,12.

Pro výrobu nosníků krokvového systému se používá převážně jehličnaté dřevo, jehož mechanická pevnost (při normální vlhkosti – v rozmezí 10. 15%) je, MPa:

• Pro ohýbání – 70…90.
• Pevnost v tahu v podélném směru – 90…105.
• Pro kompresi v příčném směru – 40. 50.

SNiP 2.01.07-85 definuje přípustné průhyby prvků krokvového systému v rozsahu od l/150 do l/200 (l – rozteč krokví). SNiP také umožňuje použití absolutních hodnot průhybu konstrukce, jejichž maximum je 0,7 mm.

Protože každý prvek krokvového systému může mít individuální ukazatele zatížení (u složité konfigurace střechy je to téměř vždy případ), měly by se tyto výpočty provádět diferencovaně a jako konečný ukazatel by se měla brát nejmenší hodnota.

Při určování silových faktorů, které ovlivňují krokve Nesmíme zapomenout ani na další střešní komponenty, jako je parotěsnost a hydroizolace, a také na izolaci – izolační materiály také zvyšují provozní zatížení.

Jak vypočítat pomocí příkladu?

Byly použity dvě metody. Jedna se používá k určení skutečné délky krokví – od štítové desky k hřebeni, druhá – k návrhu dodatečného přesahu, na který se umístí obložení a podhledové desky, pokud jsou v projektu stanoveny.

Výpočtový diagram znázorňuje dva pravoúhlé trojúhelníky, jejichž rozměry budou použity k výpočtu parametrů krokvového systému sedlové střechy.

Rozdíl mezi zeleným a fialovým rozpětím spočívá v přidání vodorovného lemování, které slouží k upevnění fasády a podhledových desek. Pokud jsou stěny a stěnová deska domu dokonale rovné a čtvercové, je docela možné bezpečně připravit krokve na požadované rozměry na zemi a poté je všechny zvednout a nainstalovat.

Pokud cihlové zdivo není velmi kvalitní, pak ani stěny nejsou ideální.Proto je bezpečnější krokve s delšími přesahy uříznout na zemi a poté označit zbývající konce, které budou po instalaci uříznuty. Tímto způsobem dosáhnete dokonale rovné linie stěny a fasádní deska bude vypadat rovnoměrně.

Výpočetní schéma krokví:

Ponecháme fialový převis a budeme pracovat na zeleném trojúhelníku, který spojuje sestavu krokve se stěnovou deskou. Pro výpočet skutečné délky běžné krokve se určí její horizontální rozpětí. Je důležité, aby se každé rozpětí krokve vypočítalo odečtením tloušťky hřebene od celkového rozpětí a následným vydělením výsledku dvěma.

Sklon krokví se předpokládá jako známý na základě výše uvedených výpočtů. Nemělo by se však zapomínat, že existují minimální sklony střechy, u kterých je nutné položit hodně cihel nebo tašek (viz schéma výpočtu v pravé části).

Pomocí specializované kalkulačky

Abychom ukázali, jak snadné je používat takovou kalkulačku, představme si, že střecha má celkové rozpětí 3,265 m mimo stěnové desky, hřeben 45 mm a sklon 30°. Můžete například použít kalkulačku https://calcstroy.ru/krysha/, i když na internetu existují i další, například https://derdomus.ru/.

První věc, kterou je třeba udělat, je odečíst tloušťku hřebene od známé hodnoty rozpětí. střechu tak, aby hřeben dokonale zapadal mezi dva společné krokve. Zbývající rozměr pak vydělte dvěma. Tím získáte rozpětí pro každou jednotlivou krokev:

• 3265 – 45 = 3220 mm (celkové rozpětí bez tloušťky hřebene);
• 3220/2 = 1610 mm (horizontální rozpětí každé krokve před setkáním s hřebenem).

V kalkulačce je třeba nastavit úhel sklonu střechy na 30° a zadat délku krokví. Výsledkem je, že délka krokví na metr běhu je 1,1543. To znamená, že na každý 1 m horizontálního pohybu krokví bude úhlová délka střechy 1,1543 m.

Pro připevnění obrubníků se k výsledkům výpočtu připočítá délka výstupku na konci krokví.

Stručně uvedeme, jak určit délku prvku ve druhém případě, kdy musí krokvová sestava probíhat podél zdiva a k ní musí být připevněna obrubní deska. K tomu je třeba vypočítat velikost převisu. Pro instalaci fasádních obkladů a stropních desek jsou nezbytné přesné výpočty přesahu.Tento rozměr se přičte k již vypočítané délce krokve.

Příklady, jako je tento, lze použít k definování takových součástí střešní konstrukce, jako jsou markýzy, vikýře, dřevěné rámy atd.

Často kladené dotazy

Jednotlivé vlastnosti výpočtu prvků krokvového systému sedlové střechy jsou takové, že není možné na všechny z nich v rámci jednoho článku poskytnout podrobnou odpověď.

Dává smysl seskupit tyto otázky do bloku tzv. Často kladených otázek neboli FAQ:

1. Jak určit počet krokvíK tomu můžete použít následující rovnici: n = L/2, kde L je délka domu s přihlédnutím k převisům. Například pokud je délka střechy 16 m, bude existovat 8 uzlů krokví. Tento princip je vhodný v případě, kdy konstrukce krokví zahrnuje výztužné prvky (jak je znázorněno na obrázku). Pokud jsou krokve zavěšené nebo nemají výztuž, platí pravidlo minimálního průhybu, které odhaduje celkové vnější zatížení na krokvový systém.
2. Je možné změřit velikost krokvového uzluJe těžké to udělat sami, budete potřebovat partnera. Pro provedení měření přiložte stavební metr na oba konce žebříku a připravte si ho. Zatímco váš asistent drží jeden konec, natáhněte metr podél podélné osy nebo nástěnné desky domu, abyste určili délku, a zapište si měření. Je lepší provádět měření podél obou nástěnných desek, protože jejich délka se může lišit.
3. Jaká další měření budou potřeba pro prodloužení?Pro výpočet uzlů krokví v místech budete muset porovnat jejich rozměry se stávající velikostí podhledu hlavní budovy. Toto měření by mělo být provedeno vodorovně od konce krokve ke zdivu. K tomu budete potřebovat vodováhu, kterou musíte držet svisle proti zdivu, a poté změřit vzdálenost od štítu ke zdivu. Sečtením těchto dvou měření s původním rozpětím získáme celkovou délku rozpětí pro druhou část krokve.

Místo vodováhy můžete použít olovnici.

Užitečné videa

Podívejte se na video o výpočtu krokví sedlové střechy:

Závěr

Jsou zvažovány obě metody výpočtu množství, celkových rozměrů a konfigurace krokvového systému sedlové střechy. Ve složitých situacích je vhodné použít obě metody a výsledky výpočtu vzájemně porovnat.

Krokve jsou základem konstrukce domu, díky čemuž je určena pevnost, nezničitelnost a trvanlivost konstrukce. Důležitým parametrem, na který je třeba dbát při stavbě jakéhokoli domu, je montáž nadkrokevního systému, jehož ceny tvoří obvykle značnou část celkového projektu. V tomto článku se podrobně podíváme na vývoj krokví, všechny vlastnosti tohoto procesu a také pochopíme výpočet a výběr stavebních materiálů.

Správná kalkulace a vypracování projektu

Krokvový systém je nosná konstrukce, která přebírá všechna zatížení, která do domu často přicházejí – to jsou silné poryvy větru, tíha sněhu na střeše, mechanické otřesy. Účelem krokví je rovnoměrně rozložit zatížení na stěny a poté na základ budovy. Systém krokví celou svou konstrukcí chrání stěny domu a jeho nedotknutelnost.

Při výpočtu „střešního skeletu“ zvažte následující parametry:

— Úhel sklonu: pro plochou střechu je to 2,5-10 %, pro střechu šikmou – více než 10 %.

To bere v úvahu typy zatížení, které ovlivňují dům v určité oblasti. Především se jedná o konstantní zatížení – hmotnost všech stavebních materiálů střešního koláče. Dále jsou to nestabilní zatížení (bouřkový vítr, sníh na střeše, váha osob opravujících střechu atd.). Třetím typem zatížení je vyšší moc, například seismická.

Pro výpočet zatížení sněhem v regionu se používá univerzální vzorec:

Sg je hmotnost sněhové hmoty na 1 čtverec. metr;

m – vypočítaný koeficientиent v závislosti na sklon střechy.

Zatížení větrem se vypočítá v závislosti na konkrétní oblasti a zohlední se také průměrné normy pro region;

Naši specialisté vám vypočítají náklady na práci na krokvovém systému, protože je obtížné dosáhnout přesných čísel sami a bez zkušeností. Trvanlivost a bezpečnost konstrukce závisí na správném výpočtu znění pro projekt, proto je nutné věnovat zvýšenou pozornost vypracování podrobného projektu budoucího domu.

Součásti systému krokví

Krokve domu se skládají z několika prvků, které jsou při správné konstrukci nezničitelnou konstrukcí. Pojďme se s nimi seznámit:

1. Mauerlat je základem střechy, vyrobené ze dřeva a připevněné podél obvodu stěn, odpovědné za připojení střechy ke stěnám a přenášení nákladu na ně.
2. Nohy krokví – pomáhají nést masivní hmotnost střechy, mezi nimi je položena izolace a nahoře je umístěno opláštění.
3. Vaznice jsou podpěrou pro nohy krokví, která je umístěna podél střechy. Stavitelé rozlišují hřebenové a boční nosníky.
4. Regály jsou jednou ze součástí krokví a hřebene, které pomáhají rovnoměrně rozložit hmotnost.
5. Vzpěry jsou šikmé nosníky, které podpírají nohy krokví a jsou zodpovědné za zvýšení tuhosti střechy.

Jaké materiály jsou potřebné pro krokve?

Materiálem pro krokve bývají jehličnaté dřeviny jako je smrk, borovice nebo modřín. Pro takové účely je vhodný vysušený dřevěný materiál s vlhkostí alespoň 25 %.

Dřevo je materiál, který se časem snadno deformuje, proto jsou do návrhu zahrnuty kovové prvky pro zvýšení pevnosti a tuhosti systému krokví. To je pozitivní vlastnost zahrnutí kovu do konstrukce, ale existuje i jedna negativní: když se dřevěné a kovové části dostanou do kontaktu, dřevo rychleji hnije. Přispívá k tomu kondenzát, který se tvoří na kovu a usazuje se na dřevě. Proto by měl být systém promyšlen a implementován tak, aby tyto dva materiály nepřišly žádným způsobem do kontaktu – pak bude systém správně vyroben. Při stavbě střech z pórobetonu pro soukromé domy se od tohoto pravidla nelze odchýlit. K ochraně dřeva se používají speciální fólie nebo směsi odolné proti vlhkosti.

Ve výstavbě ve velkém měřítku se používají kovové krokve, ale vyžadují pečlivější izolaci, protože na rozdíl od dřevěných krokví špatně udržují teplo.

Druhy dřevěných krokví

Rozšířené jsou dva typy dřevěných krokví – závěsné a šikmé. V závislosti na typu střechy, přirozených vlastnostech konkrétního regionu a materiálu podlahy je vybrána jedna nebo druhá možnost.

Závěsné krokve se vyznačují tím, že spočívají pouze na vnějších stěnách konstrukce a mezilehlé podpěry nejsou zapojeny do systému. Charakteristiky takového systému zahrnují ohybové a tlakové práce – konstrukce provádí horizontální dilatační výztuž, která se přenáší na stěny. Toto zatížení je sníženo speciálními vazbami ze dřeva nebo kovu, které jsou namontovány na základně krokví.

Projekty výstavby domů Ještě před prvními fázemi výstavby domu vám umožní pochopit, jak bude struktura vypadat, jaké materiály budou vyžadovány a kolik bude jejich nákup stát.

Závěsné krokve se používají k realizaci podkroví nebo v případech, kdy jsou rozpony střech Metrů 8-12a další podpěry se nepoužívají.

Další typ krokví je nakloněný, staví se v domech, kde je dodatečná nosná zeď nebo mezilehlá sloupová podpora.

Celý systém krokví je zahrnutím obou typů krokví do konstrukce.

Krokve na různých střechách

Než se začnete zajímat o náklady na flexibilní dlaždice na m2, musíte plně pochopit, jak přesně jsou krokve vztyčeny na různých střechách.

1. Sedlová střecha. Podle stavebních předpisů má tento typ střechy úhel sklonu 90 stupňů. Sklon střechy se volí podle vlastností konkrétního regionu. Například v oblastech se silnými srážkami je lepší udělat strmé svahy – vlhkost okamžitě proudí na zem a nevyvíjí tlak na střechu. V oblastech se silným větrem odborníci doporučují postavit plochou střechu, aby se minimalizoval tlak na střešní konstrukci. Existuje však také „zlatý průměr“ – střecha se dvěma svahy s úhlem sklonu 35-40 stupňů. Mezi jeho přednosti patří úspora stavebního materiálu a rozumné rozložení zátěže. Existuje také mínus – střecha s daným úhlem sklonu vám nedovolí vytvořit vytápěnou půdu nebo podkrovní místnost – půdní prostor bude studený. Pro střechu se dvěma sklony se používá závěsný nebo šikmý krokvový systém. Poznámka zde výhody a nevýhody kovových dlaždic – to je to, co se používá nejčastěji, ale není to dobré ve všech oblastech, zejména v regionech s horkým klimatem.
2. Valbová střecha. Je pozoruhodné, že každý svah má stejnou plochu a stejný úhel sklonu a krokve jsou spojeny v jednom bodě, což vytváří další složitost během práce. Taková střecha je instalována, pokud jsou splněny určité podmínky: budova má čtvercový tvar a ve středu je instalována stěna nebo nosná podpěra.

1. Valbová střecha. Obsahuje diagonální krokve, které jdou do rohů budovy. Úhel sklonu valbové střechy není větší než 40 stupňů. Diagonální krokve se nejlépe vyrábějí s výztuží, protože nesou velké zatížení. Tento prvek je vyroben z masivního nebo vrstveného dřeva. Pro zvýšení spolehlivosti konstrukce je spojení krokví podepřeno dřevěným stojanem. Dlouhé prvky umístěné diagonálně v valbové střeše často přesahují 7 metrů, takže ke zpevnění konstrukce musí být použity svislé sloupky.
2. Rozbitá střecha. Tento typ se často volí pro stavbu mansardových střech. Konstrukce krokví v tomto případě probíhá ve třech fázích. Nejprve je namontována konstrukce ve tvaru U – podpěry, které budou držet nohy krokví. Dále se umístí alespoň tři vaznice – v rozích rámu ve tvaru U a v jeho středu. Ve třetí fázi jsou nainstalovány nohy krokví.

Dnes získává na popularitě způsob stavby sedlové střechy svépomocí s širokým odsazením. Takovou střechu si samozřejmě můžete postavit sami, ale rozhodně musíte proces podrobně prostudovat a posílit své dovednosti praktickými zkušenostmi – teprve poté začněte se seriózní stavbou. Jakákoli chyba v návrhu může vést k smutnému výsledku – zničení střechy, drahým opravám a vážné ztrátě času.

Montáž krokví do sedlové střechy

Nyní se podíváme na nejběžnější střechu, sedlovou střechu, a nastíníme hlavní nuance její konstrukce. Nejlepší je svěřit výpočet parametrů takového návrhu odborníkům, protože vám pomohou vyhnout se nepřiměřeným výdajům, zcela se zbavit chyb a nepochybovat o spolehlivosti a trvanlivosti vašeho domova.

O fázích výstavby střechy můžeme mluvit donekonečna, ale zaměříme se na klíčové body – základ, ze kterého každý stavitel vychází.

Při výběru úhlu sklonu zvažte následující parametry:

– pokud zvolíte úhel sklonu 5-15 stupňů, nezapomeňte, že není vhodný pro všechny stavební materiály, takže byste měli nejprve vybrat typ povlaku a teprve poté vypočítat krokvový systém;

– pokud úhel střechy stoupne na 45 stupňů, pak je rozumné předpokládat, že se zvýší i náklady na materiál.

Zatížení sněhem a větrem se počítá pomocí speciálních vzorců s přihlédnutím ke koeficientům. Zjistit každý význam vzorce je samostatný úkol pro profesionály. Znáte-li čísla a všechny informace o objektu, můžete přesně vypracovat plán výstavby domu – pochopíte, jaké zatížení bude na střechu kladeno sněhem a větrem, kolik bude potřeba krokví a další informace.

Začínáme se stavbou:

Před zahájením stavby domu každého zákazníka zajímají ceny různých materiálů, vybírá si, z čeho chce svůj dům postavit. Zajímají ho ceny za pokládku pórobetonu, stavbu dřevěného a zděného domu.

Instalace krokví je klíčovým úkolem, začíná instalací Mauerlatu – je připevněna pomocí kotevních šroubů ke stěnám podélného tvaru:

– vytvořit šablonu pro konstrukci krokvového systému. Vezměte dvě desky, přičemž délka jedné desky se rovná celkové délce krokví, a spojte je dohromady;

– konstrukce ve tvaru nůžek musí být položena v místech, kde budou upevněny nohy krokví, a úhel mezi nosníky je upevněn příčkou umístěnou napříč;

– vytvořte druhou šablonu z překližkové desky – je to nutné pro řezy na krokvích;

– vezměte překližkovou šablonu a vyřízněte řezy na krokvech v požadovaném úhlu sklonu svahu;

– zvedněte konstrukci vazníku na střechu a připevněte ji k mauerlatu: umístěte vnější vazníky, natáhněte lano mezi jejich vrcholy – ukáže umístění hřebene a bude také vodítkem pro připevnění dalších částí krokví;

— namontujte zbývající části vazníků v krocích nejméně 0,6 metru;

— pro spolehlivost konstrukce ji zpevněte dalšími konstrukčními prvky.

— položte hřebenový nosník na speciální podpěry.

Další nuance, která se promýšlí ve fázi výpočtů a vytváření projektu, je typ střešní krytiny. Pro takové účely studujte výhody a nevýhody bitumenových šindelů a dalších materiálů, zhodnotit jejich hmotnost, tvar a také klady a zápory použití v konkrétním regionu.