Установка конькового прогону на фронтони стін

скатного даху

Обов'язкова умова установки наслонних крокв - забезпечення їх верхній частині опорою. У односхилим дахах це питання вирішується просто: стіни будуються різної висоти, на них укладаються мауерлатного балки, на які в свою чергу настеляються крокви. У двосхилим даху можна поступити, також: вибудувати внутрішню стіну на необхідну висоту і укласти на неї мауерлат. Потім на низькі зовнішні і високу внутрішню стіни розкласти крокви. Однак це рішення обмежує варіанти планувань горищного приміщення, яке все частіше використовують як мансарду. Та й для звичайних горищних дахів, цей варіант не вигідний, тому що вимагає значних фінансових витрат на зведення високої внутрішньої капітальної стіни. Тому на горищі внутрішню стіну замінюють горизонтальній балкою встановленої на підпорах або опертої на протистоять один одному фронтони стін. Горизонтальну балку, покладену на даху, називають прогоном.

Сама назва: прогін, говорить про те, що ця балка «прокинути» від стіни до стіни, хоча насправді, наприклад, в вальмових дахах він може бути коротше. Найпростіше конструкторське рішення по установці конькового прогону, це укласти потужну балку на фронтони стін без будь-яких додаткових підпірок (рис 24.1).

Мал. 24.1. Приклад установки конькового прогону, без додаткових опор, на стіни мансарди

При цьому для розрахунку перетинів прогонів навантаження, яке діє на них повинна збиратися з половини горизонтальної проекції площі даху.

У будівлях з великими розмірами прогони виходять довгими і важкими, швидше за все, їх доведеться монтувати підйомним краном. Для виготовлення прогону знайти рівний брус з цільного дерева довжиною понад 6 м досить проблематично, тому для цих цілей краще використовувати клеєну балку або колоду. У будь-якому випадку, кінці прогонів, замуровували в стіни фронтонів, потрібно обробити антисептиками і загорнути в рулонний гідроізоляційний матеріал. Торці цельнодеревянних балок скошують під кутом приблизно 60 ° і залишають відкритими, в ніші вони не повинні упиратися в матеріал стіни (рис. 25). Скошування кінця балки збільшує площу торця і сприяє кращому влагообмену всієї балки. Якщо прогін проходить крізь стіну, то в місці обпирання на стіну, його теж обмотують гідроізоляційним матеріалом. Балки пропускають крізь стіни з архітектурних міркувань потім, щоб забезпечити звис покрівлі над фронтонами, хоча його можна досягти і виносом за стіну обрешітки. Прогони, пропущені через стіну утворюють розвантажують консолі. Навантаження давить на консолі намагається вигнути прогін вгору, а навантаження діє на прольоті - вниз. Таким чином, загальний прогин прогону в середині прольоту стає менше (рис. 24.2).

Мал. 24.2. Прогін з консолями

Якщо використовувати в якості прогону колоду, то його не обов'язково обтісувати на два канта, досить підтесати в місці обпирання крокв і в місці обпирання прогону на стіни. Довгі прогони недоцільно робити цільним, що проходять по розрахунку на міцність і прогин вони, тим не менш, можуть прогнутися під власною вагою. Їх краще замінювати будівельними фермами.

Перетин прогону підбирається з розрахунку по першому і другому граничного стану - на руйнування і на прогин. Балка, що працює на вигин повинна відповідати таким умовам.

1. Внутрішня напруга, що виникає в ній при вигині від додатка зовнішнього навантаження, не повинно перевищувати розрахункового опору деревини на вигин:

де σ - внутрішнє напруження, кг / см²; М - максимальний згинальний момент, кг × м (кг × 100см); W - момент опору перерізу кроквяної ноги вигину W = bh² / 6, см³; Rізг - розрахунковий опір деревини вигину, кг / см² (приймається по таблиці СНиП II-25-80 «Дерев'яні конструкції» (rar 2,8 MB) або по таблиці на сторінці сайту);

2. Величина прогину балки не повинна перевищувати нормованого прогину:

f = 5qL⁴ / 384EI ≤ fнор. (2)

де Е - модуль пружності деревини, для ялини і сосни він становить 100 000 кг / см²; I - момент інерції (міра інертності тіла при вигині), для прямокутного перетину рівний bh³ / 12 (b і h - ширина і висота перерізу балки), см 4; fнор - нормований прогин дерев'яних крокв і прогонів становить L / 200 (1/200 довжини перевіряється прольоту балки L), см, брусків обрешітки і консольних балок - L / 150, несучих елементів розжолобків - L / 400.

Спочатку прораховуються згинальні моменти М (кг × см). Якщо на розрахунковій схемі зображено кілька моментів, то прораховуються всі і вибирається найбільший. Далі шляхом нескладних математичних перетворень формули (1), які ми опускаємо, отримуємо, що розміри перерізу балки можна знайти, задавшись одним з його параметрів. Наприклад, довільно задаючи товщину бруса, з якого буде виготовлена ​​балка, знаходимо її висоту за формулою (3):

де b (см) - ширина перерізу балки; W (см³) - момент опору балки вигину, обчислюється за формулою: W = M / Rізг (де М (кг × см) - максимальний згинальний момент, а Rізг - опір деревини вигину, для ялини і сосни Rізг = 130 кг / см²) .

Можна і навпаки, довільно задати висоту бруса і знайти його ширину:

Після цього балку з обчисленими параметрами ширини і висоти за формулою (2) перевіряють на прогин. Тут необхідно загострити вашу увагу: за несучою здатністю крокви розраховується по найбільшій напрузі, тобто по максимальному моменту вигину, а на прогин перевіряється перетин, яке знаходиться на найбільш довгому прольоті, тобто на ділянці, де найбільше відстань між опорами. Прогин для всіх: одно-, дво- і трипролітних балок найпростіше перевірити за формулою (2) тобто, як для однопрогонових балок. Для дво- та трипролітних нерозрізних балок така перевірка на прогин покаже трохи невірний результат (трохи більший, ніж буде на самом деле), але це тільки збільшить запас міцності балки. Для більш точного розрахунку потрібно використовувати формули прогину для відповідної розрахункової схеми. Наприклад, така формула вказана на малюнку 25. Але ще раз повторимо, що краще внести в розрахунок деякий запас міцності і вважати прогин за простою формулою (2) на відстані L рівному найбільшому прольоту між опорами, ніж знайти формулу відповідну розрахункової схеми завантаження. І ще на що потрібно звернути увагу, по старому Сніпу 2.01.07-85 обидва розрахунки (на несучу здатність і на прогин) велися на одну і ту ж навантаження. У новому ж СНиП 2.01.07-85 йдеться, що снігове навантаження для розрахунку на прогин потрібно приймати з коефіцієнтом 0,7.

Мал. 25. Приклад розташування прогонів на Т- образної даху

Якщо після перевірки балки на прогин він на самому довгому ділянці буде не більше L / 200, то перетин залишають таким, яким воно вийшло. При прогині більше нормативного, збільшуємо висоту балки або підводимо під неї додаткові опори, але перетин потрібно знову перерахувати по відповідній розрахунковій схемі (з урахуванням введених опор).

Найскладніше в цьому розрахунку не заплутатися в одиницях виміру (в перекладі метрів в сантиметри), а все інше ... Помножити і розділити кілька цифр на калькуляторі багато знань не потрібно.

В кінцевому підсумку з'являться лише дві цифри: необхідна для даної навантаження ширина і висота прогонів, які округлюють в більшу сторону до цілого числа.

Якщо замість бруса (цільного, клеєного або зібраного на МЗП) буде використовуватися колоду, то слід врахувати, що при роботі на вигин, внаслідок збереження волокон, несуча здатність колоди вище, ніж у бруса і становить 160 кг / см². Момент інерції і опору круглого перерізу визначається за формулами: I = 0,0491d 4; W = 0,0982d³, де d - діаметр колоди в вершині, см. Моменти опору та інерції колоди, обтесані на один кант, рівні I = 0,044d 4. W = 0,092d³, на два канта - I = 0,039d 4; W = 0,088d³, при ширині ОТЕС d / 2.

Висота прогонів і крокв, в залежності від навантажень і архітектурного рішення даху, може бути найрізноманітнішою. До того ж, сили, що тиснуть на стіни, особливо це стосується прогонів, досягають великих величин, тому дах, як, втім, і все інше, потрібно проектувати заздалегідь, ще до будівництва будинку. Наприклад, в схему будинку, можна ввести внутрішню несучу стіну та розвантажити прогони або зробити на фронтонах стін капітелі, поставити під прогони укоси і тим самим зменшити їх прогин. Інакше буде досить важко стикувати різні за по висоті прогони між собою і погоджувати висотні позначки з фронтонами стін.

При використанні довгих і важких прогонів можна застосувати так званий «будівельний підйом». Це виготовлення балки у вигляді коромисла. Висоту «коромисла» роблять рівній нормативному прогину прогону. Навантажена балка прогнеться і стане рівною. Метод прийшов до нас від предків. Вони в рубаних будинках при укладанні Матіца і перекладів (балок) підтесував колоди знизу, по всій довжині, роблячи Подтесов глибше в середній частині, і при необхідності, подтесивая краю балок зверху. Коромислообразние балки з часом прогиналися під власною вагою і ставали прямими. Це технологічний прийом використовується досить часто, так, наприклад, виготовляються попередньо напружені залізобетонні конструкції. У повсякденному житті ви цього просто не помічаєте, оскільки конструкції вигинаються, і без того невеликий будівельний підйом стає зовсім помітним для очей. Для зменшення прогину балки так само можна вводити під неї додаткові підкоси. При неможливості встановити підкоси або зробити «будівельний підйом» можна збільшувати жорсткість балки зміною її перетину: на Таврове, двотавровий або загратоване - ферму з паралельними поясами або змінити перетин підкладенням під опори консольних балок, тобто робити її низ у вигляді недосконалої арки.

Спирається прогонів на стіну забезпечується поперечним бічним упором і має бути розраховане на зминання деревини. У більшості випадків достатньо забезпечити потрібну глибину обпирання і підкласти під брусок дерев'яну підкладку на двох шарах руберойду (гидроїзола і т. П.). Однак перевірочний розрахунок деревини на зминання провести все-таки потрібно. Якщо спирання не забезпечує необхідну площу, при якій смятие не відбудеться, площа дерев'яної підкладки потрібно збільшити, а її висота повинна розподілити навантаження під кутом 45 °. Напруга зминання розраховується за формулою:

де N-сила тиску на опору, кг; Fсм-площа зминання, см²; Rсм90 - розрахунковий опір зім'яту деревини поперек волокон (для сосни і ялини Rсм90 = 30 кг / см²).

Потрібно звернути особливу увагу на стіну під опертям конькового прогону. Якщо нижче розташоване вікно, то від верху перемички до низу прогону повинно бути не менше 6 рядів армованої кладки, в іншому випадку над вікном потрібно укладати посилені залізобетонні перемички по внутрішній стороні фронтону. Якщо планування будинку дозволяє, коньковие прогони не слід робити довгими і важкими, їх краще розділити на два однопрогонових прогону або залишити один і додати під нього опору. Наприклад, планування будинку, зображеного на малюнку 25, має на увазі встановлення перегородки в приміщенні під другим прогоном. Значить, в перегородці можна встановити шпренгельних ферму і розвантажити коньковий прогін, а ферму потім приховати обшивкою, припустимо, гіпсокартоном.

Мал. 26. Бесстропільная дах

Інший шлях розвантаження коникових прогонів лежить в тому, що можна просто збільшити кількість укладаються прогонів, наприклад, встановити по схилах даху по одному або по два розвантажують прогону. При значному збільшенні числа балок постає питання, а навіщо нам тут взагалі крокви, обрешітку можна зробити прямо по прогонах. Це дійсно так. Такі дахи називаються бесстропільнимі (рис. 26). Однак в мансардних утеплених дахах гостро постає питання просушування утеплювача, тому подобу крокв все ж робити доведеться. Для забезпечення повітряного продуху потрібно буде вздовж схилів (в тому ж напрямку, як збіжжя крокви) на прогони набити дерев'яні бруски, наприклад, 50 × 50 або 40 × 50 мм, забезпечуючи тим самим продухи висотою 50 або 40 мм.