Jak vybrat krokve?

Obrovský význam kvalitní montáže střešní konstrukce je nepochybný. Ale někdy budoucí majitelé domů (a dokonce i praktičtí stavitelé) věnují velkou pozornost instalaci dokončovacího nátěru a ztrácejí ze zřetele důležité nuance uspořádání nosného skeletu střechy.

A systém krokví, který nefunguje správně, neodpouští chyby. Zde i drobné deformace obvykle vedou k odtlakování koberce a vzniku netěsností. V lepším případě tím utrpí vzhled domu. Pro opravu konstrukce krovu bude muset být střecha téměř kompletně přestavěna.

Požadavky na krokvový systém

Střechy většiny soukromých domů jsou vyrobeny ve formě složitého prostorového rámu. Sestavení střechy z kusových prvků umožňuje dosáhnout:

• Snížení hmotnosti celé konstrukce a v důsledku toho snížení zatížení nosných stěn domu a základů.
• Rámová technologie umožňuje izolovat střechu umístěním izolačního materiálu do dutin mezi krokvemi.
• Vzhledem k jasné převaze suché práce se konstrukce šikmé střechy montují v kteroukoli roční dobu.
• Pomocí „standardních“ veřejně dostupných desek a trámů lze na místě sestavit širokou škálu střech z hlediska tvaru a výkonu.

Úkoly stanovené pro dobrý krokvový systém budou vždy stejné:

• Vytvořte návrhovou konfiguraci střechy (obecná geometrie po obvodu, úhly sklonu. ).
• Zajistěte všestrannou odolnost střechy vůči případnému zatížení (sníh, vítr, tíha střešní krytiny a další pracovní vrstvy).
• Je dobré přerozdělit zatížení stěn a celkově snížit váhu, která tlačí na nosné stěny.
• Zajistěte minimum nutné údržby během provozu, pomozte šetřit peníze, námahu a čas při stavbě.

Systém střešních vazníků

Jak vybrat tvar střechy

Střechy soukromých domů „v průřezu“ mají v naprosté většině případů tvar trojúhelníku (včetně těch s lomeným profilem – atika místo neobytného podkroví). Tato forma se dvěma, třemi nebo čtyřmi svahy se ukazuje jako nejvýhodnější z hlediska uspořádání prostoru. Trojúhelník lze bez nadsázky nazvat nejstabilnější postavou ve formě trojúhelníku, která nejlépe odolává „skládacímu“ bočnímu zatížení (vítr) a jakémukoli typu vertikálního tlaku (například hmotnosti sněhu).

Ploché šikmé střechy mají samozřejmě právo na existenci. Střecha, kde krokve leží rovnoběžně vedle sebe v jedné rovině, se poměrně často montuje, když je potřeba zastřešit drobnou stavbu jako je garáž, přístavba a podobně. Toto provedení je nejlevnější, je velmi jednoduché a rychlé na instalaci.

Pokud provedete správnou přípravu pro systém jednodílných krokví, můžete tímto způsobem postavit střechu plnohodnotné velké chaty. Výsledkem bude navíc velmi neobvyklý moderní vzhled.

Tvar a konfigurace systému krokví

Druhou stranou mince u plochých střech je určité omezení rozměrů zastřešeného domu. V tomto případě bude vzdálenost mezi nosnými stěnami skutečně velikostí rozpětí zavěšení pro krokve. A vzhledem k relativně malým úhlům sklonu šikmých střech může být rozpětí 5-6 metrů již na hranici přijatelného. Proto, aby byla zajištěna další linie podpory, je v takových domech předem navržena vnitřní nosná stěna umístěná uprostřed krabice nebo blízko středové osy budovy. Směrem nahoru z něj vybíhají nosné sloupové sloupy, vaznice, krokvové nohy.

Při realizaci střechy s více sklony, jejíž krokve se sbíhají u hřebene, nejsou s rozměry prakticky žádné problémy. V této variantě je prostor rozdělen do několika samostatných rovin a úhly sklonu střech s více sklony jsou obvykle dostatečně velké, aby sníh nevyvíjel příliš velký tlak.

Projekt krokvového systému

Zda provést valbovou střechu nebo vytvořit štítovou konstrukci se štíty, záleží spíše na estetických preferencích majitelů než na technických podmínkách. Jediné místo, kde štítové (jako šikmé střechy) konstrukce jednoznačně vítězí, je, když potřebujete udělat podkroví. Pak můžete snadno umístit okno do štítu nebo vytvořit východ na balkon. Ale zase tři a čtyři svahy fungují lépe v oblastech, kde jsou pozorovány poměrně intenzivní větry.

Obsluha prvků krokvového systému

Rafters

Hlavním prvkem jakékoli šikmé střechy je „krokevní noha“. Krokve je ve skutečnosti nakloněný nosník, který funguje hlavně při ohýbání ve střeše, ale pár krokví také pracuje na natahování svých dvou prvků vůči sobě.

Krokve přilehlých svahů se zřídka montují do párů bez použití dalších výztužných a stabilizačních prvků. Proto máme takový koncept jako „krokevní systém“ a samotný pár krokví má obvykle podobu složitého rámu – „vazníku“.

Krokve se většinou montují do vazníku na místě, ale někdy se vazníky podle předem vyvinuté šablony vyrobí někde na zemi (v dílně) a hotové se zvednou, usadí a zajistí v návrhu pozice. Spojení všech částí krokvového systému se provádí pomocí různých typů zářezů nebo pomocí kování (hřebíkové plechy, konzoly ocelových tyčí, závitové tyče, děrované spojovací prvky, dřevěné desky. ). Nejčastěji se tyto metody kombinují.

Rozteč krokví a průřez krokví se volí podle předpokládaného zatížení (sníh, váha krytiny. ) s povinným zohledněním velikosti nepodepřených rozponů, které musí krokve překrýt. Instalační rozteč a průřez nohou krokví jsou vzájemně propojené parametry, to znamená, že v případě potřeby můžete zvětšit průřez krokví a současně zvětšit vzdálenost mezi nimi a naopak – můžete použít méně masivní řezivo k vytvoření střešního rámu, pokud je rozteč krokví snížena.

Zajímavé je, že krokve nemusí mít stejnou velikost, např. při vytváření valbové konstrukce se kromě hlavního pole jednotných krokví instalují i ​​delší „hřeben“ („diagonální“ nohy krokví); převažující svahy a používají se také tzv. „rozmetadla“ (zkrácené krokve). Mimochodem, na některých více zatěžovaných místech (například u komínů nebo střešních oken) se krokve používají s rostoucí tloušťkou – například ve formě dvojité desky.

Utahování (kontrakce)

Je to takový prvek, jako je kravata, která tvoří uzavřený trojúhelník z páru krokví. Jedná se o vodorovný nosník, který nejčastěji spojuje spodní okraje nohou krokví. Utažení zabraňuje tomu, aby se krokve při zatížení od sebe vzdalovaly, a tudíž eliminuje možnost bočního působení sil působících na vnější stěny. Krokve, spojené vazbou, tlačí na stěny pouze shora dolů.

Právě utažením se tíha krokvového systému (pokud je realizována vrstvená konstrukce) přenáší na mezilehlou nosnou stěnu.

Všimněte si, že úvazy nemusí být nutně instalovány pouze na samém dně krokvového systému (mimochodem, roli vázání mohou hrát jak vysoce specializované doplňkové díly, tak i trámy podkroví), ale mohou být umístěné blíže ke středu nohy krokve nebo blíže k hřebeni střechy. Takový prvek se kromě stahovací funkce, která se zde mimochodem mírně sníží, často nazývá příčník, funguje také jako tah, to znamená, že zvyšuje nosnost krokví a zabraňuje; je z propadnutí.

Běží

Vaznice jsou prvky rámového střešního systému, které jsou umístěny kolmo ke směru krokví. Vaznice fungují jako spojovací a nosné části dřevěné střechy, slouží jako přijímací základna, na které spočívají krokve. Vaznice jsou umístěny buď na samém vrcholu krovu (hřebenová vaznice), nebo v oblasti jejich středu (například když je pod střechou vytvořena atika).

Typ vaznice lze považovat za „hřebenový nosník“. Tento prvek se často používá při stavbě rámových chat pomocí kanadské technologie. Hřebenový trám je dlouhá vaznice vyrobená ze silné desky, na kterou jsou spojeny krokve sousedních svahů.

Stojany

Regály jsou vertikální prvky, které poskytují podporu pro všechny typy vaznic. Pomocí regálů umístěných podél středové osy domu je eliminován průhyb hřebenového nosníku nebo hřebenového nosníku, jejich prostřednictvím se váha přesněji přenáší na tah zavěšeného střešního systému nebo na mezilehlou nosnou stěnu, když je přemístěna; střecha je vrstvená.

Pokud je pod střechou vybudováno podkroví, mohou boční sloupky podpírající mezilehlé vaznice současně působit jako klíčové prvky rámu pro uspořádání stěn.

Lešení

Hlavní funkcí vzpěr je eliminovat možnost ohýbání krokví. Ve většině případů jsou vzpěry připevněny ke spodní části středových sloupků a rozbíhají se pod úhlem (ideálně blízkým 45 stupňům) k nohám krokví.

Mauerlat

Pouze s určitým roztažením lze Mauerlat klasifikovat jako prvek systému krokví. Mezitím je bez něj extrémně obtížné vyrovnat a upevnit nohy krokví na jejich místech a je téměř nemožné rovnoměrně přerozdělit zatížení ze střechy na nosné stěny.

V domech z kulatiny nebo masivního dřeva jsou funkce Mauerlatu vykonávány horními korunami. A v případě konstrukce rámového domu hrají stejnou roli horní obložení. Mauerlat se používá, pokud je náš dům vyroben z kamene, i když jsou stěny zakončeny monolitickým pásem. Zpravidla se jedná o hraněný trám o stranách od 75 do 150 mm, který se (pomocí hydroizolačního těsnění) kotví do zdi po obvodu domu. Poté pomocí zářezu, konzol nebo konzol jsou nohy krokve zajištěny k mauerlatu. V některých případech, kdy se staví srub a je nutné kompenzovat výrazné smrštění stěn na výšku, se k připevnění krokví k mauerlatu používají posuvné podpěry.

Takzvaný „lezhen“ lze považovat za samostatný poddruh Mauerlata. Tento prvek je vyroben z podobného řeziva, ale je připevněn k vnitřní nosné stěně. Lavička také unese/rozloží zátěž, ale slouží jako nosný prvek pro regály, táhla a vzpěry.

Přepravka

Hmotnost střešního materiálu a další vnější zatížení se přenášejí přes opláštění na krokve. Volné opláštění ve formě hraněné desky nebo hraněné lišty je připevněno ke krokvím kolmo. Rozteč vypouštěného pláště se volí především v souladu s požadavky výrobců dokončovací střešní krytiny. Často je opláštění vyrobeno z velkoplošných materiálů (překližka OSB-3 nebo FSF), což je nezbytné například pro bitumenové šindele. V obou případech opláštění stabilizuje střechu a spojuje krokve každého svahu do jednoho celku.

Pokud vás zajímají pouze výpočty a ne teorie, můžete rychle provést výpočet systému vazníků na online kalkulačce bez speciálních dovedností.

Dokážete si představit muže bez kostí? Stejně tak šikmá střecha bez vazníkové soustavy působí spíše jako stavba z pohádky o třech prasátkách, kterou živly přírody snadno smetou. Pevný a spolehlivý krokvový systém je klíčem k odolnosti střešní konstrukce. Aby bylo možné kvalitativně navrhnout krokvový systém, je nutné identifikovat a vypočítat parametry, které ovlivňují pevnost navrhované konstrukce.

Například je třeba vzít v úvahu křivky střechy, sklony, aerodynamické koeficienty, koeficienty pro nerovnoměrné rozložení sněhu na povrchu, síly na střešní konstrukční prvky a tak dále. Spočítat to vše co nejblíže skutečné situaci, stejně jako vzít v úvahu všechny zátěže a dovedně posbírat jejich kombinace není snadný úkol.

Pokud chcete porozumět důkladně, seznam užitečné literatury je uveden na konci článku. Samozřejmě, že kurz pevnosti materiálů pro úplné pochopení principů a dokonalý výpočet systému vazníků se nevejde do jednoho článku, proto uvedeme hlavní body pro zjednodušenou verzi výpočtu.

Klasifikace zatížení

Zatížení příhradového systému se dělí na:

1. hlavní:
   • stálá zatížení – hmotnost samotných příhradových konstrukcí a střechy,
   • nepřetržité zatížení – zatížení sněhem a teplotou se sníženou návrhovou hodnotou (používá se, pokud je třeba při kontrole odolnosti zohlednit vliv doby trvání zatížení),
   • proměnlivý krátkodobý vliv — sněhové a teplotní vlivy podle plné návrhové hodnoty.
2. Další – tlak větru, hmotnost stavebníků, zatížení ledem.
3. vyšší moc výbuchy, seismická aktivita, požár, nehody.

Pro provedení výpočtu příhradového systému je obvyklé vypočítat maximální zatížení, aby se na základě vypočtených hodnot určily parametry prvků příhradového systému, které toto zatížení vydrží.

Je proveden výpočet vazníkové soustavy šikmých střech pro dva mezní stavy:

• Hranice, při které dochází k selhání konstrukce. Maximální možné zatížení na pevnost konstrukce krokví by mělo být menší než maximální přípustné.
• Mezní stav, při kterém dochází k průhybům a deformacím. Výsledný průhyb systému pod zatížením by měl být menší než maximální možné.

Pro jednodušší výpočet se používá pouze první metoda.

Výpočet zatížení sněhem na střeše

Vzorec pro výpočet zatížení sněhem: Ms = Q × Ks × KcKde

• Ms – zatížení sněhem;
• Q – hmotnost sněhové pokrývky pokrývající 1m 2 ploché vodorovné střešní plochy.

Ten závisí na území a je určen z mapy, pro druhý mezní stav – výpočet pro průhyb (když se dům nachází na křižovatce dvou zón, je vybráno zatížení sněhem s velkou hodnotou).

Pro pevnostní výpočet podle prvního typu je hodnota zatížení vybrána podle oblasti bydliště na mapě (první číslice v zadaném zlomku je čitatel), nebo je převzata z tabulky č. 1:



První hodnota v tabulce je měřena v kPa, v závorce je požadovaná převedená hodnota v kg/m2.

Ks – korekční faktor pro úhel sklonu střechy.

• U střech se strmými sklony s úhlem větším než 60 stupňů se zatížení sněhem nebere v úvahu, Ks=0 (sníh se nehromadí na střechách se strmým sklonem).
• Pro střechy s úhlem 25 až 60 se koeficient bere jako 0,7.
• Pro zbytek se rovná 1.

Kc – součinitel snášení sněhu ze střech větrem. Za podmínky šikmé střechy s úhlem sklonu 7-12 stupňů v oblastech na mapě s rychlostí větru 4 m/s se předpokládá Kc = 0.85. Mapa ukazuje zónování podle rychlosti větru.

Faktor driftu Kc nebere se v úvahu v oblastech s lednovými teplotami teplejšími než -5 stupňů, protože na střeše se tvoří ledová krusta a sníh neodfoukne. Koeficient se také nebere v úvahu v případě, že je objekt před větrem uzavřen vyšší sousední stavbou.

Sníh padá nerovnoměrně. Často se na závětrné straně vytváří tzv. sněhový pytel, zejména u spojů, lomů (údolí). Pokud tedy chcete pevnou střechu, omezte v tomto místě sklon krokví na minimum, pečlivě zvažte také doporučení výrobců střešní krytiny – sníh může při špatné velikosti převis odlomit.

Připomínáme, že výše uvedený výpočet je vám předkládán ve zjednodušené podobě. Pro spolehlivější výpočet doporučujeme výsledek vynásobit koeficientem bezpečnosti zatížení (pro zatížení sněhem = 1,4).

Výpočet zatížení větrem na příhradový systém

Zjistili jsme tlak sněhu, nyní přejdeme k výpočtu účinku větru.

Bez ohledu na úhel sklonu má vítr na střechu silný vliv: snaží se strmou střechu shodit a ze závětrné strany zvednout plošší střechu.

Pro výpočet zatížení větrem se bere v úvahu jeho horizontální směr, přičemž fouká obousměrně: na fasádu a na sklon střechy. V prvním případě je tok rozdělen na několik částí – část klesá k základu, část toku tangenciálně zespodu svisle tlačí na přesah střechy a snaží se jej zvednout.

Ve druhém případě, působícím na svahy střechy, vítr tlačí kolmo ke svahu a tlačí na něj; na návětrné straně se také tangenciálně vytváří zákrut, který se ohýbá kolem hřebene a mění se ve vztlak již na závětrné straně v důsledku rozdílu tlaku větru na obou stranách.

Pro výpočet průměru zatížení větrem použijte vzorec: Mv = Wo x Kv x Kc x bezpečnostní faktor,

kde Wo – zatížení tlakem větru zjištěné z mapy

Kv — korekční faktor tlaku větru v závislosti na výšce budovy a terénu.



Kc – aerodynamický koeficient, závisí na geometrii střešní konstrukce a směru větru. Hodnoty záporné pro závětří, kladné pro návětrné



Tabulka aerodynamických koeficientů v závislosti na sklonu střechy a poměru výšky budovy k délce (u sedlové střechy)



Pro pultovou střechu vezměte koeficient z tabulky pro Ce1.

Pro zjednodušení výpočtu je snazší brát hodnotu C jako maximum rovnou 0,8.

Pro spolehlivější výsledky doporučujeme násobit bezpečnostní faktor zatížením větrem = 1,2.

Výpočet vlastní hmotnosti střechy

Pro výpočet trvalého zatížení je třeba vypočítat hmotnost střechy na 1 m 2, výslednou hmotnost je nutné vynásobit korekčním faktorem 1,1 – takové zatížení musí systém vazníků vydržet po celou dobu provozu.

Hmotnost střechy se skládá z:

• objem dřeva (m 3 ) použitého jako bedna se vynásobí hustotou stromu (500 kg / m 3)
• hmotnost příhradového systému
• hmotnost 1m 2 střešního materiálu
• hmotnost 1m 2 hmotnost izolace
• hmotnost 1m 2 dokončovací materiál
• hmotnost 1m 2 hydroizolace.

Všechny tyto parametry lze snadno získat kontrolou těchto údajů u prodejce nebo pohledem na hlavní charakteristiky na štítku: m 3, m 2, hustota, tloušťka – proveďte jednoduché aritmetické operace.

Příklad: pro izolaci o hustotě 35 kg / m 3, balené v roli o tloušťce 10 cm nebo 0,1 m, délce 10 m a šířce 1.2 m, hmotnost 1 m2 se bude rovnat (0.1 x 1.2 x 10) x 35 / (0.1 x 1.2) = 3.5 kg/m2. Hmotnost ostatních materiálů lze vypočítat podle stejného principu, jen nezapomeňte převést centimetry na metry.



Častěji zatížení střechy na 1 m 2 nepřesahuje 50 kg, proto je ve výpočtech stanovena tato hodnota vynásobená 1.1, tzn. použijte 55 kg/m 2 , což je samo o sobě bráno jako rezerva.

Další údaje lze získat z níže uvedené tabulky: