. Кроквяна система односхилого даху
Кроквяна система односхилого даху

Кроквяна система односхилого даху

Спорудження кроквяної системи даху і подальший настил покрівлі – найважливіші етапи при будь-якому будівництві. Справа це досить складна, поєднане зі всебічною підготовкою, яка включає в себе розрахунок основних елементів системи і придбанням матеріалів потрібного перерізу. Далеко не кожен початківець будівельник буде здатний спроектувати і санувати складну конструкцію.

Кроквяна система односхилого даху

Однак часто при будівництві прибудинкових будівель, споруд господарського або підсобного призначення, гаражів, навісів, альтанок та інших об’єктів особлива складність даху зовсім і не потрібно — на перше місце виходять простота конструкції, мінімальне кількість витрат на матеріали і швидкість проведення робіт, які цілком посильні для самостійного виконання. Саме в таких ситуаціях своєрідною «паличної-виручалочкою» стає кроквяна система односхилого даху.

В даній публікації основний акцент зроблений на розрахунках односхилим конструкції даху. Крім того, будуть розглянуті найбільш типові випадки її споруди.

  • 1 Основні переваги односхилих дахів
  • 2 Як розраховується односхила кроквяна система?
    • 2.1 Загальні принципи розрахунку системи
    • 2.2 Яким чином буде створюватися необхідний ухил ската?
    • 2.3 В яку сторону передбачити скат покрівлі?
    • 2.4 Який кут крутизни схилу буде оптимальним?
    • 2.5 Як задати необхідний кут ската?
      • 2.5.1 Калькулятор розрахунку перевищення верхньої точки установки кроквяної ноги
      • 2.6.1 Калькулятор розрахунку довжини кроквяної ноги односхилого даху
      • 2.7.1 Принципи розрахунку розподіленої навантаження на крокви
      • 2.7.2 Калькулятор для розрахунку рівня розподіленого навантаження на кроквяні ноги

      Основні переваги односхилих дахів

      Незважаючи на те, що не всім подобається естетика будівлі, над яким змонтована односхила покрівля (хоча сам по собі питання – неоднозначний), багато господарів заміських ділянок при зведенні будівель, а іноді навіть і житлового будинку, вибирають саме такий варіант, керуючись цілим рядом переваг подібної конструкції.

      Односхилі покрівельні системи підкуповують своєю зрозумілістю, простотою розрахунків і монтажу

      • Матеріалів для односхилим кроквяної системи, тим більше, якщо вона зводиться над невеликий господарською прибудовою, потрібно зовсім небагато.
      • Самій «жорсткої» плоскою фігурою є трикутник. Саме він лежить в основі практично будь-кроквяної системи. У односхилим системі цей трикутник – прямокутний, що істотно спрощує проведення розрахунків, так як всі геометричні співвідношення відомі кожному, хто закінчував середню школу. Але ця простота ніяк не позначається на міцності та надійності всієї конструкції —
      • Навіть якщо ведучий самостійне будівництво власник ділянки жодного разу раніше не стикався з зведенням даху, монтаж односхилим кроквяної системи не повинен викликати у нього надмірних труднощів – він досить зрозумілий, не настільки складний. Нерідко, при перекритті невеликих госпбудівель чи інших прибудинкових споруд цілком можливо обійтися не те що без виклику бригади фахівців, але навіть і без запрошення помічників.
      • При зведенні конструкції даху завжди важлива швидкість проведення робіт, природно, без втрати якості – хочеться як можна швидше захистити будівлю від примх погоди. За цим параметром односхилий дах однозначно є «лідером» — в її конструкції практично немає складних з’єднувальних вузлів, які забирають багато часу і вимагають високоточною підгонки.

      Наскільки істотні недоліки односхилим кроквяної системи? На жаль, вони є, і з ними теж доводиться враховувати:

      • Горища при односхилим покрівлі або не передбачається зовсім, або він виходить настільки маленьким, що про його широкої функціональності доводиться забути.

      У переважній більшості випадків односхилий дах не передбачає наявності «корисного» горищного приміщення

      • Виходячи з першого пункту – є певні складнощі у забезпеченні достатньої термоізоляції розташованих під односхилим дахом приміщень. Хоча, звичайно, це можна виправити – ніщо не заважає утеплити сам скат покрівлі або ж розташувати під кроквяної системою утеплене горищне перекриття.
      • Односхилі дахи, як правило, робляться з невеликим ухилом, до 25÷30 градусів. Це тягне за собою два наслідки. По-перше, не всі види покрівельних покриттів підійдуть для таких умов. По-друге, різко зростає значимість потенційної снігового навантаження, що слід обов’язково врахувати при проведено розрахунків системи. Але зате при таких нахилах значно знижується вплив вітрового тиску на покрівлю, особливо якщо правильно розташувати скат – в навітряну сторону, у відповідності з переважаючими вітрами на даній ділянці місцевості.

      В мережі можна відшукати чимало проектів житлових будинків, в яких основний акцент робиться саме на односкатную системи даху

      • Ще один недолік, мабуть, можна віднести до дуже умовним і суб’єктивним – це зовнішній вигляд односхилого даху. Він може не припасти до душі любителям архітектурних вишукувань, мовляв, дуже спрощує вигляд споруди. На це теж можна заперечити. Перше – простота системи і економічність зведення часто грають все ж вирішальну роль при будівництві підсобних споруд. А втричі – якщо подивитися огляд проектів житлових будинків, то можна зустріти дуже цікаві дизайнерські варіанти, в яких наголос зроблено саме на односхилим даху. Так що, як мовиться, про смаки не сперечаються.

      Як розраховується односхила кроквяна система?

      Загальні принципи розрахунку системи

      У будь-якому розкладі односхила система даху являє собою конструкцію з встановлених паралельно один одному наслонних кроквяних ніг. Саме по собі назву –«наслонние» говорить про те, що крокви спираються (наслоняются) на дві жорстких точки опори. Для зручності сприйняття звернемося до нескладною схемою. (До речі, до цієї ж схемою будемо повертатися ще не раз – при проведенні розрахунку лінійних і кутових параметрів системи).

      Базова схема побудови односхилим кроквяної системи даху

      Отже, дві точки опори кроквяної ноги. Одна з точок (В) розташована вище іншої (А) на певне значення перевищення (h). За рахунок цього створюється ухил ската, який виражається кутом α.

      Таким чином, як вже зазначалося, в основі побудови системи лежить прямокутний трикутник АВС, в якому основою є відстань по горизонталі між точками опори (d) – найчастіше це довжина або ширина майбутньої споруди. Другий катет – перевищення h. Ну а гіпотенузою стає довжина стропильної ноги між точками опори – L. Кут при основі (α) визначає крутизну схилу покрівлі.

      Тепер розглянемо основні аспекти вибору конструкції і проведення розрахунків кілька докладніше.

      Яким чином буде створюватися необхідний ухил ската?

      Принцип розташування крокв односхилим покрівлі – паралельно один одному з певним кроком, з необхідним кутом нахилу ската – загальний, але це може досягатися різними способами.

      Необхідна крутизна встановлення крокв створюється перевищенням однієї стіни будівлі щодо протилежній

      • Перший полягає в тому, що ще на етапі розробки проекту будівлі висота однієї стіни (показано рожевим) відразу закладається з перевищенням h щодо протилежного (жовтий колір). Двом іншим стін, що йдуть паралельно схилу покрівлі, надається трапецієвидна конфігурація. Спосіб — досить поширений, і хоча дещо ускладнює процес зведення стін, зате гранично спрощує створення самої кроквяної системи даху — практично все для цього готово.
      • Другий спосіб можна, в принципі вважати різновидом першого. У цьому випадку мова йде про каркасному будівництві. Ще на стадії розробки проекту в нього закладається, то вертикальні стійки каркаса з одного боку вище на ту ж величину h порівняно з протилежного.

      При будівництві будівлі по каркасному принципом стійки з одного боку відразу ж робляться вище – для забезпечення нахилу стропил.

      На представлених вище ілюстраціях і на тих, що будуть розміщені нижче, схеми виконані з спрощенням – не показаний мауерлат, що проходить по верхньому торці стіни, або обв’язувальний брус – на каркасній конструкції. Це нічого не змінює принципово, але на практиці без цього елемента, що є основою для монтажу кроквяної системи, не обійтися.

      Що таке мауерлат і як він кріпиться на стіни?

      Основне завдання цього елемента – рівномірний розподіл навантаження зі кроквяних ніг на стіни будівлі. Правила підбору матеріалу та самостійного монтажу мауерлата на стіни будинку – читайте у спеціальній публікації нашого порталу.

      • Наступний підхід практикується в тому випадку, коли стіни мають однакову висоту. Перевищення однієї сторони кроквяних ніг над іншою може бути забезпечено встановленням вертикальних стійок необхідної висоти h.

      Кут нахилу покрівлі забезпечується установкою під кожну кроквяну ногу вертикальної стійки

      Рішення нескладне, але конструкція виходить, на перший погляд, дещо нестабільну – у кожного з «кроквяних трикутників» є певна ступінь свободи вліво — вправо. Це досить просто усувається кріпленням поперечних брусів (дощок) обрешітки і зашивкою прямокутної причілкового частини даху з фасадної сторони. Залишилися з боків фронтонні трикутники також зашиваються деревом або іншим зручним для власника матеріалом.

      • Ще одне рішення проблеми – це монтаж покрівлі із застосуванням односхилих ферм. Такий спосіб хороший тим, що є можливість після проведення розрахунків ідеально зібрати і підігнати одну ферму, а потім, взявши її в якості шаблону, виготовити на землі необхідна кількість точно таких же конструкцій.

      Створення кроквяної системи односхилого даху шляхом монтажу заздалегідь підготовлених ферм.

      Подібну технологію зручно застосовувати в тому випадку, коли крокви, в силу своєї великої довжини, вимагають певного посилення (про це мова піде трохи нижче).

      «Пачка» готових кроквяних ферм для односхилого даху – ідеально підігнані по розмірах

      Жорсткість всієї кроквяної системи закладена вже в конструкції ферми — досить встановити ці збірки на мауерлат з певним кроком, закріпитися на ньому, і з’єднати потім ферми обв’язкою або поперечними брусами обрешітки.

      Ще одна перевага такого підходу –ферма виконує і роль кроквяної ноги, і балки перекриття. Таким чином, істотно спрощується проблема термоізоляції перекриття і підшивки потоку – все для цього вже відразу буде готово.

      • Нарешті, ще один випадок – він підійде для тієї ситуації, коли односхила покрівля планується над будується біля будинку прибудови.

      Варіант створення односхилим кроквяної системи при зведенні прибудови до будинку

      З одного боку кроквяні ноги спираються на стійки каркаса або ж стінку майбутньої прибудови. З протилежного боку знаходиться капітальна стіна основної будівлі, і крокви можуть спиратися на зафіксований на ній горизонтальний прогін, або на індивідуальні кріплення (кронштейни, закладні бруски тощо), а також вирівняні по горизонталі. Лінія кріплення цієї сторони кроквяних ніг також робиться з перевищенням h.

      Крокви з боку основної будівлі впираються або на горизонтальний прогін, або на індивідуальні точки кріплення, але обов’язково вивірені по горизонталі

      Зверніть увагу, що незважаючи на відмінності у підходах до монтажу односхилим системи, у всіх варіантах присутній той же «кроквяний трикутник» — це буде важливо для проведення розрахунків параметрів майбутньої даху.

      В яку сторону передбачити скат покрівлі?

      Здавалося б, просте питання, однак, з ним необхідно визначитися заздалегідь.

      В деяких випадках, наприклад, якщо дах робиться над прибудовою до будинку, варіантів особливих і немає – скат повинен розташовуватися тільки в напрямку від будинку, щоб забезпечувався вільний стік дощової води і талого снігу.

      На окремій будові вже є певні можливості вибору. Звичайно, мало коли розглядається варіант, при якому кроквяну систему розташовують таким чином, щоб напрямок схилу припадало на фасадну частину (хоча не виключено і таке рішення). Найчастіше ухил організовують назад або одну із сторін.

      Напрям скату покрівлі можна вибрати будь – суть геометричних побудов та ж, і змінюються лише вихідні лінійні параметри для обчислення

      Ось тут вже можна взяти за критерії вибору зовнішнє дизайнерське оформлення будівлі, що зводиться, особливості території ділянки, зручність прокладки комунікацій системи збору зливових вод і т. п. Але все одно слід мати на увазі певні нюанси.

      • Оптимальне розташування односхилим покрівлі – у навітряну сторону. Це дозволяє мінімізувати вітрове вплив, який може працювати з підйомним додатком вектора сили, коли скат перетворюється у своєрідне крило – вітер намагається зірвати покрівлю вгору. Саме для односхилих дахів це має найважливіше значення. При вітрі ж в покрівлю, особливо при невеликих кутах крутизни скатів, значення вітрового впливу буде мінімальним.
      • Другий аспект вибору – це довжина ската: його при прямокутної будівлі можна розташувати уздовж або поперек. Тут важливо врахувати те, що довжина крокв без посилення не може бути безмежною. Крім того, чим довший проліт крокви між точками опори, тим товщі має бути в перерізі пиломатеріал, що йде на виготовлення цих деталей. Ця залежність буде пояснена трохи пізніше, вже при проведенні розрахунків системи.

      Тим не менш, практикують правило, що вільна довжина стропильної ноги зазвичай не повинна перевищувати 4,5 метрів. При зростанні цього параметра обов’язково передбачаються додаткові елементи підсилення конструкції. Приклади показані на ілюстрації нижче:

      По мірі подовження кроквяних ніг ускладнюється і сама конструкція системи

      Так, при відстані між протилежними стінами від 4.5 до 6 метрів вже буде потрібно установка подстропильной ноги (підкоси), розташованої під кутом в 45°, і що впирається знизу на жорстко закріплений опорний брус (лежень). При відстанях до 12 метрів доведеться встановлювати по центру вертикальну стійку, яка повинна спиратися або на надійне перекриття, або ж навіть на капітальну перегородку всередині будівлі. Стійка також упирається в лежень, а крім того, в кожну із сторін встановлюється ще й підкіс. Це тим більш актуально у зв’язку з тим, що стандартна довжина пиломатеріалів зазвичай не перевищує 6 метрів, і кроквяну ногу доведеться робити складовою. Так що без додаткової опори обійтися в будь-якому випадку не вийде.

      Подальше збільшення довжини ската призводить до ще більшого ускладнення системи – з’являється необхідність установки декількох вертикальних стійок, з кроком не більше 6 метрів, з опорою на капітальні стінки, і зі зв’язуванням цих стійок переймами, з встановленням тих же підкосів і на кожній стійці, і на обох зовнішніх стінах.

      Таким чином, слід добре подумати, куди буде вигідніше зорієнтувати напрям скату покрівлі ще й з міркувань спрощення конструкції кроквяної системи.

      Який кут крутизни схилу буде оптимальним?

      У переважній більшості випадків, коли мова йде про односхилим покрівлі вибирається кут до 30 градусів. Це пояснюється рядом причин, найголовніша з них вже згадувалася – сильна вразливість саме односхилим консрукции до вітрового навантаження з фасадної сторони. Зрозуміло, що, слідуючи рекомендаціям, напрямок схилу орієнтують в навітряну сторону, але це зовсім не говорить про те, що вітер з іншого боку повністю виключається. Чим крутіше кут ухилу – тим значніше стає створюється підйомна сила, і тим більше навантаження на зрив буде відчувати покрівельна конструкція.

      Чим крутіше схил односхилого даху, тим більше вона буде «ловити вітер», і тим значніші стають зривають навантаження на покрівельну конструкцію

      Крім того, односхилі покрівлі з великим кутом нахилу виглядають дещо незграбно. Звичайно, це іноді використовується в сміливих архітектурно-дизайнерських проектах, але ми говоримо про більш «приземлених» випадках…

      Дуже пологий схил, з кутом ухилу до 10 градусів, теж не дуже бажаний, з тієї причини, що різко зростають навантаження на кроквяну систему від сніжних наносів. Крім того, з початком танення снігів вельми вірогідна поява льоду по нижньому краю ската, що утрудняє вільний схід талої води.

      Важливим критерієм вибору кута крутизни схилу є і задумане покрівельне покриття. Не секрет, що для різних покрівельних матеріалів є певні «рамки», тобто мінімально допустимий кут нахилу даху.

      Сам кут ухилу ската може виражатися не тільки в градусах. Багатьом майстрам зручніше оперувати іншими параметрами – пропорціями або відсотками (навіть в деяких технічних джерелах можна зустріти подібну систему вимірювань).

      Пропорційне обчислення – це відношення довжини прольоту (d) до висоти підйому схилу (h). Може виражатися, наприклад, співвідношенням 1:3, 1:6 і так далі.

      Те ж співвідношення, але вже в абсолютній величині та наведене відсотків, що дає дещо інше вираження. Наприклад, 1:5 – це буде крутизна схилу у 20%, 1:3 – 33,3 % і т. п.

      Щоб спростити сприйняття цих нюансів, нижче розміщена таблиця з графіком-діаграмою, яка показує співвідношення градусів і відсотків. Схема повністю масштабирована, тобто по ній можна легко перевести одні величини в інші.

      Червоними лініями показано умовне поділ покрівель: до 3° – плоскі, від 3 до 30° – на дахах з малим ухилом, від 30 до 45° – середня крутизна, та вище 45 – круто уклоненные скати.

      Синіми стрілками і відповідними їм числовими позначеннями (в гуртках) показано встановлені нижні межі застосування того або іншого покрівельного матеріалу.

      № Величина ухилу Тип допустимого покрівельного покриття (мінімальний рівень ухилу) Ілюстрація 1 від 0 до 2° Абсолютно плоский дах або із кутом нахилу до 2°. Не менше 4 шарів рулонного бітумного покриття, нанесеного по «гарячій» технології, з обов’язковою верхній посипанням з дрібнофракційних гравію, втопленого в розплавлену мастику. 2 ≈ 2° 1:40 або 2,5 % Те ж, що і в пункті 1, але буде достатньо 3 шарів бітумного матеріалу, з обов’язковою посипанням 3 ≈ 3° 1:20 або 5 % Не менше трьох шарів бітумного рулонного матеріалу, але без гравійної засипки 4 ≈ 9° 1:6,6 або 15 % При використанні рулонних бітумних матеріалів – не менше двох шарів, наклеєних на мастику гарячим способом. Допускається використання деяких типів профнастилу та металочерепиці (за рекомендаціями виробника). 5 ≈ 10° 1:6 або 17% Азбестоцементні шиферні хвилясті листи посиленого профілю. Єврошифер (однулин). 6 ≈ 11÷12° 1:5 або 20 % М’яка бітумна черепиця 7 ≈ 14° 1:4 або 25 % Азбестоцементний шифер Плоский посиленого профілю. Профнастил та металочерепиця – практично без обмежень. 8 ≈ 16° 1:3,5 або 29 % Листова сталь покрівельна з фальцевим з’єднанням сусідніх аркушів 9 ≈ 18÷19° 1:3 або 33 % Хвилястий Шифер азбестоцементний звичайного профілю 10 ≈ 26÷27° 1:2 або 50 % Натуральна керамічна або цементна штучна черепиця, сланцеві або полімерні композитні плитки 11 ≈ 39° 1:1,25 або 80 % Покрівельне покриття з тріски, дранки, натурального гонта. Для любителів особливої екзотики –очеретяна покрівля

      Володіючи подібною інформацією і маючи намітки на майбутнє покрівельне покриття, буде простіше визначитися з кутом крутизни схилу.

      Як задати необхідний кут ската?

      Знову звернемося до нашої базової схемою «кроквяної трикутника», розміщеної вище.

      Отже, щоб задати необхідний кут нахилу ската α, необхідно забезпечити піднесення одного боку кроквяної ноги на величину h. Співвідношення параметрів прямокутного трикутника відомі, тобто визначити цю висоту – складності не представить:

      Значення тангенса – це таблична величина, яку нескладно відшукати в довідковій літературі або в таблицях, опублікованих в інтернеті. Але, щоб максимально спростити нашому читачеві завдання, нижче розміщений спеціальний калькулятор, який дозволить виконати розрахунки буквально за кілька секунд.

      Крім того, калькулятор допоможе вирішити, при необхідності, і зворотну задачу – змінюючи кут ухилу в певному діапазоні підібрати оптимальне значення перевищення, коли саме цей критерій стає визначальним.