Як зробити висячі крокви – варіанти конструкції, правила влаштування вузлів даху

Зміст:

Влаштування висячих крокв
Трикутна шарнірна арка
Шарнірна арка з бабкою
Конструкція з піднятою затяжкою
Шарнірна арка з ригелем
Арка з підвіскою і підкосами
Види з'єднань окремих елементів і вузлів
Розрахунок висячої кроквяної системи
Монтаж висячих крокв

Перед тим, як будувати дах будинку, необхідно вивчити можливі варіанти кроквяних систем і підібрати оптимальну схему в залежності від індивідуальних особливостей споруди. Серед найбільш поширених схем кроквяного каркаса виділяються наслонні системи, які підходять для будівель, що мають внутрішню опорну стіну, і висячі системи, в яких крокви можуть спиратися тільки на зовнішні стіни покрівлі. У статті будуть розглядатися вузли та конструкція висячих крокв.

Влаштування висячих крокв

Висячі крокви називаються саме так неспроста – по суті, вони постійно знаходяться в підвішеному стані та не мають під собою іншої опори, крім зовнішніх стін будинку. Попри гадану ненадійність, висячі кроквяні системи досить ефективні та здатні повною мірою виконуватись свої функції в прольотах довжиною до 17 м.

Зрозуміло, самі по собі навісні крокви коштували б небагато, але ж вони використовуються у зв'язці з цілісною системою, що містить безліч додаткових елементів, які дозволяють формувати великі вузли як ферми або арки.

Прикладом простої ферми може виступити конструкція, що складається з двох кроквяних балок, які з'єднані у верхній точці, внаслідок чого забезпечується трикутна форма такої ферми. У горизонтальній площині встановлюється кроквяне затягування, представлене звичайною дерев'яною балкою. Звичайно, вона може бути виконана з металу, але тоді її потрібно називати тяжем.

Роль затяжної балки не можна недооцінювати – крокви, що знаходяться під навантаженням, постійно намагаються порушити трикутну форму ферми, а затягування крокв запобігає даному ефекту. Крім того, з'являється сила розпирання, що не передається стінам будівлі, а припадає на саму затяжку, завдяки чому будівля відчуває тільки зусилля вертикальної спрямованості.

Затяжку можна встановлювати на будь-якому вертикальному рівні, але для цього потрібно точно знати, які функції на неї покладаються. Наприклад, при розташуванні голівки нижньої частини крокв її можна використовувати ще і як балку перекриття поверху, що знаходиться нижче. Якщо ж під дахом буде розташовуватися житлове приміщення, то затягування варто встановлювати вище, щоб воно не заважало при облаштуванні мансарди.

При облаштуванні великих прольотів вузли висячих крокв доведеться додатково підсилювати. У тому випадку, якщо проліт між стінами перевищує 6 м, то крокви зміцнюються розкосами та підвісами, а затягування варто зробити з двох балок, з'єднаних між собою.

Влаштування висячих крокв може виконуватися за кількома схемами, і їх варто розглянути детальніше.

Трикутна шарнірна арка

Розглянутий вид конструкції по праву вважається одним з найпростіших. Конструктивно така схема припускає створення простої ферми у формі трикутника, яка має дві кроквяних балки, спрямованих у бік коника. Внизу крокви спираються на горизонтальну балку, крім того, на нижньому рівні здійснюється кріплення затяжок до крокв. Для нормального функціонування такої конструкції висота коника повинна бути більше, ніж 1/6 прольоту ферми.

У такій схемі, що вважається традиційною, основне навантаження припадає на крокви, згинають їх так, щоб вони розходилися в різні сторони. Це зусилля компенсується затяжкою, яка, працюючи на розтяг, дозволяє розвантажити кроквяну систему. Затягування в такому випадку не належить до опорних елементів, тому замість дерев'яної деталі цілком можна використовувати металеву.

Щоб знизити ризик вигинання від навантаження, яке відчувають кроквяні ноги, коникові елементи в такому випадку встановлюються з невеликим відхиленням від центральної осі. Така схема стає причиною появи додаткового зусилля з протилежно спрямованим вектором. Крім зниження навантаження на кроквяний каркас, це також дозволяє використовувати балки меншої товщини – а це прямий шлях до виправданої економії.

Найчастіше трикутні шарнірні арки використовуються для створення мансард, а затягування, які знаходяться в нижній частині конструкції, добре служать як балки перекриття. Всі описані далі схеми висячих крокв являють собою варіації описаної тришарнірної арки, в яких додаткові елементи лише підвищують жорсткість крокв.

Шарнірна арка з бабкою

Дана конструкція складніше попередньої, зате її цілком можна використовувати для перекриття прольотів довжиною понад 6 м. Основною проблемою довгих конструкцій є довга затяжка – на неї припадають суттєві навантаження, тому вона згинається під власною вагою. Для компенсації цих навантажень використовується бабка – дерев'яний брусок, за допомогою якого підвішується затяжка. При необхідності як бабку можна використовувати і металеві прути, які мають достатню міцність на розтяг.

Використовуючи такий підвіс, можна встановлювати висячі крокви з затяжкою великої довжини, адже її вигин буде компенсовано. Основний момент при монтажі такої конструкції – бабка не повинна піддаватися дії тиску, тобто її можна використовувати як вертикальну стійку. Звичайно, конструктивно стійка та підвіс дуже схожі, але ці елементи виконують різну роботу.

Головна відмінність бабки полягає в тому, що вона підвішується до карнизного вузла, а затягування кріпиться до неї за допомогою хомутів. Для створення затягування потрібної довжини використовуються складові елементи, які підганяються за допомогою прорубів і фіксуються болтами. Перед складанням варто провести розрахунок затягування крокв, щоб конструкція була оптимальною.

Така конструкція на сьогодні застосовується рідко через моральне старіння. Втім, закладені в ній ідеї та принципи все ж знаходять застосування в інших, більш сучасних кроквяних системах.

Конструкція з піднятою затяжкою

Така схема переважно використовується при створенні житлових приміщень під покрівлею. Висота розташування затягування в такому випадку визначає висоту стелі майбутньої мансарди. Затягування у такій конструкції підіймається до гребеневої частини даху, і чим вище воно встановлене, тим більші навантаження доводиться випробовувати.

Кроквяний каркас як опору використовує мауерлат, а не затяжку. Щоб покрівля могла самостійно змінювати свої розміри в залежності від зовнішніх факторів, крокви кріпляться рухомим чином до спеціальних пристроїв, що забезпечує необхідну свободу переміщення конструкції.

При впливі на покрівлю врівноважених навантажень конструкція буде стійкою, але якщо сили, що знаходяться з одного боку, будуть превалювати, то дах буде злегка завалений. Для запобігання такій ситуації крокви необхідно виносити за межі стін з обох боків будівлі.

В арці з піднятою затяжкою остання не виконує функції опори. На неї впливають тільки розтягувальні навантаження, якщо під дахом облаштовується горище або розтягувально-згинальні — при створенні мансарди. В останньому випадку затягування можна використовувати для монтажу стель або ізоляційних матеріалів.

Для захисту затяжки від провисань встановлюється підвіска. Тут теж є нюанси: при невеликих навантаженнях і невеликій довжині затяжку можна просто прибити до ригеля та коника, а ось для довгого затягування з великими навантаженнями потрібно кілька підвісок і додаткова фіксація хомутами.

Шарнірна арка з ригелем

Дана схема конструктивно схожа з попередньою, але є і одна відмінність – замість рухомих опорних елементів для шарнірної арки з ригелем використовується жорстке кріплення крокв, що досить надійно. Крокви врубаються в мауерлат або кріпляться до нерухомих опорних брусів. Завдяки зміні конструкції опори змінюється у системі напруга – основним навантаженням стає розпирання, що припадає на мауерлат і стіни.

Затягування фіксується у верхній частині арки, але замість розтягування воно тепер відчуває стиснення. Разом зі зміною характеру навантажень змінюється і назва затяжки – тепер вона іменується ригелем. Така арка з піднесеним ригелем може працювати тільки за умови невеликої сили розпирання, а при її збільшенні ригель потрібно додатково посилити затяжкою. У результаті вийдуть висячі крокви, аналогічні традиційній арці з трьома шарнірами, і мауерлат в такому випадку вже не знадобиться.

Арка з підвіскою і підкосами

Така схема є логічним продовженням теми арок з бабками. Арка з підвіскою і підкосами використовується для перекриття прольотів довжиною до 14 м – в подібних конструкціях навантаження настільки велике, що крокви прогинаються через власну вагу. Для компенсації цих навантажень використовуються підкоси.

Як правило, підкоси у кроквяній системі впираються на внутрішні стіни будівлі, але висячі крокви використовуються тільки при їх відсутності. Позбавитись проблеми допомагає бабка, яка є єдиною доступною опорою.

Зібрана таким чином конструкція працює за наступним принципом:

• На крокви доводиться зовнішнє навантаження.
• Підкоси беруть на себе частину цього навантаження.
• Підвіска розтягується і натягує кониковий брус.
• Крокви захоплюються за верхню частину і тягнуться вниз, внаслідок чого притискаються підкоси.

Для довгих кроквяних ніг, властивих такій конструкції, використовується довге ж і затягування. Найкраще використовувати брус з двох жорстко з'єднаних балок. Затягування кріпиться до бабки за допомогою хомута.

Види з'єднань окремих елементів і вузлів

Щоб конструкція висячих крокв вийшла досить якісною і надійною, необхідно подбати про якісне з'єднання її елементів, вибрати кріплення для кроквяної системи, які здатні прослужити багато років, для чого можуть використовуватися такі способи:

1. Стикове з'єднання. Такий метод використовується для з'єднання верхніх частин крокв, тобто коникового вузла. Балки крокв зрізаються під кутом, поєднуються і фіксуються за допомогою дерев'яних або металевих накладок.
2. З'єднання внапуск. Для реалізації даного способу верхні краї кроквяних ніг накладаються і кріпляться болтом із гайкою або шпилькою.
3. З'єднання врубанням. Перед з'єднанням крокви випилюються на половину своєї товщини. Підготовлені деталі зводяться і фіксуються через висвердлений наскрізний отвір болтовим з'єднанням. Такий же метод активно використовується для монтажу карнизних вузлів – у нижній частині крокв вирубується зуб, який підводиться до опор і кріпиться болтами або пластинами.
4. Ковзне з'єднання. Такий метод з'єднання нижніх частин крокв використовується в системах з рухомою опорою. Для з'єднання використовуються спеціальні металеві елементи.

Розрахунок висячої кроквяної системи

Дах з висячими кроквами повинен розраховуватися ще на етапі проєктування – це дозволяє уникнути подальших проблем. Найкраще буде замовити розрахунок у фахівців або скористатися готовим проєктом, але за бажання можна зробити всю роботу самостійно, скориставшись онлайн-калькулятором або більш традиційними методами проведення розрахунків.

У будь-якому випадку, для розрахунків потрібно знати:

• площу та розміри підпокрівельного простору;
• наявність мансарди;
• очікуване навантаження на покрівельну систему;
• кут нахилу скатів;
• вид кроквяної системи;
• матеріал виготовлення стін будівлі;
• матеріал покрівельного покриття.

Розрахунок висячих крокв потрібен для того, щоб визначити товщину крокв, крок їх встановлення і форму необхідних ферм.

Монтаж висячих крокв

Коли всі попередні етапи завершені, можна приступати безпосередньо до монтажу кроквяної системи, який виконується за наступним алгоритмом:

• Спочатку потрібно розмітити центр даху і висоту гребеня, після чого на фронтонах виставляються дві дошки з відмітками.
• Далі потрібно зробити шаблон монтажу кроквяних ніг, для чого потрібно взяти обрізок дошки та притулити її одним кінцем до мауерлату, а іншим – до позначки висоти гребеня, і зробити на цій дошці запили.
• За допомогою шаблону виготовляються кроквяні балки в необхідній кількості.
• Підготовлені та оброблені крокви розкладаються попарно.
• Спочатку монтується перша ферма, яку після збирання потрібно встановити на фронтоні будівлі, використовуючи для кріплення саморізи або куточки з цвяхами.
• На іншій стороні будівлі встановлюється друга ферма.
• Між двома встановленими арками натягують шнурок, від якого слід відштовхуватися при монтажі інших ферм.
• Всі інші ферми встановлюються послідовно, з дотриманням розрахованого кроку і рівня.

Завершивши встановлення висячої кроквяної системи, можна приступати до наступних етапів монтажу покрівлі.

Висновок

Дерев'яні висячі крокви зручні та підходять для вирішення безлічі завдань. Монтаж висячої системи досить простий – потрібно лише грамотно спланувати майбутню конструкцію і ретельно провести кожен етап її складання.

УВАГА!
Не робіть ПОМИЛОК у розрахунку!
Використовуйте будівельні калькулятори онлайн - розрахунок будівельних матеріалів та конструкцій для ремонту і будівництва швидко та точно.