Systém valbové střechy krokví – přehled hlavních konstrukcí s popisem typické montáže

Valbová střecha je střecha se čtyřmi nebo více sklony, tvořící svahy se stejným sklonem na čelní i štítové straně budovy. Navíc je taková střecha z hlediska designu složitější než běžná sedlová střecha, ale lépe odolává zatížení větrem.

Designové prvky valbové střechy

Nejcharakterističtějším prvkem valbové střechy je krokvový systém. Skládá se z prvků znázorněných na obrázku.

• Hřeben nebo hřebenový nosník je nejvíce zatěžovaná část konstrukce, na které spočívají krokve (nohy krokví).
• Nosiče podpírají hřeben, přebírají zátěž z hmotnosti střechy a přenášejí ji na stěny budovy.
• Hranaté (šikmé, šikmé) krokve tvoří charakteristickou geometrii střechy.
• Nosníky, které tvoří krokvový systém, jsou rozděleny na krátké (zkrácené, čepy) a dlouhé – centrální a střední. Současně, s přihlédnutím ke konstrukci střechy, která se skládá ze spojených částí – dvou rovnoramenných lichoběžníků na dlouhých stranách a dvou rovnoramenných trojúhelníků na krátkých – dlouhé krokve jdou dolů z hřebene a krátké – ze šikmých krokví.
• Všechny desky spočívají na spodním trámu (dřevo nebo mauerlat) nebo přímo do zdiva, jak je znázorněno níže.

Je třeba poznamenat, že pro tuhost a pevnost konstrukce jsou spojeny centrální mezilehlé krokve (ty nosníky, které se sbíhají ke koncům hřebenového nosníku podél trojúhelníkových a lichoběžníkových svahů). Mezilehlé a zkrácené prvky takové spojení nemají.

Důležité: bez ohledu na úhel sklonu střechy, který je stejný pro všechny svahy, mají šikmé krokve menší sklon k horizontále než střední a krátké krokve. To je způsobeno zvláštnostmi geometrických tvarů, které tvoří střechu (lichoběžníky a trojúhelníky). Krokve valbové střechy umístěné v rozích (šikmé) se počítají s přihlédnutím ke sklonu střechy a výšce hřebene.

Při popisu struktury krokvového systému valbové střechy se také používají následující termíny:

• lavice je nosný nosník používaný k instalaci podpěr (regálů) hřebenového nosníku. Opírá se o hlavní stěnu umístěnou uvnitř domu;
• Mauerlat je obdélníkový rám položený na vnějších stěnách domu a připojený k nim. Slouží jako místo pro upevnění konců krokví, dlouhé a zkrácené;
• vazník – přídavná tyčová konstrukce, která zpevňuje hlavní nosný krokvový systém, obvykle instalovaný pod diagonálními krokvemi;
• vzpěry a výztuhy jsou šikmé nosníky, které zpevňují hlavní konstrukci a dodávají jí tuhost.

Různé názvy prvků jsou spojeny s používáním domácích a přeložených výrazů.

Poloha středové stěny, na kterou bude nosník namontován, může poskytnout různou podporu pro tyčový systém. V tomto případě, jak je znázorněno na obrázku, závisí počet a umístění prvků zpevňujících konstrukci na velikosti vaznic. Symetrická střecha je vhodnější při výpočtu a instalaci, protože nevyžaduje objasnění posunu aplikovaného zatížení.

Výpočet prvků valbového krokvového systému

Při výpočtu příhradového systému valbové střechy se berou v úvahu následující údaje:

• plánovaný sklon střechy. Závisí na zatížení sněhem a větrem v regionu;
• výška hřebene souvisí s úhlem sklonu a přítomností/nepřítomností provozovaných prostor pod střechou (podkroví, podkroví);
• krokvový systém a střešní materiály;
• nutnost izolace střechy. S ohledem na plánovaný tepelně izolační materiál se vypočítá vzdálenost mezi krokvemi.

Informace pro výpočty lze nalézt v SNiP a na webových stránkách výrobců střešních a izolačních materiálů.

Výpočet úhlu sklonu střechy, výšky hřebene

Pohled v řezu na valbovou střechu umožňuje vizuálně znázornit základní prvky výpočtu: výšku hřebene, úhel sklonu a délku pokládky (vaznice). Čísla na obrázku jsou navržena podmíněně, s přihlédnutím k hodnotám, které se často vyskytují u středně velkých soukromých domů.

V závislosti na tom, co je nutné – získání požadované výšky pod střechou podkroví (podkroví) nebo udržení sklonu střechy přijatelného pro povětrnostní podmínky regionu, se při výpočtu řídí buď výškou hřebene nebo úhlem sklonu.

Nuance výběru sklonu střechy v závislosti na povětrnostních podmínkách (množství srážek a zatížení větrem) jsou podrobně popsány v článku. Pro praktické výpočty by měly být použity úhly sklonu 25. 45 stupňů vhodné pro soukromé budovy (strmější sklony se obvykle nepoužívají pro valbové střechy) a stejný vliv větru na všechny sklony valbové střechy.

1. stanovení zóny umístění budovy na základě zatížení sněhem a větrem (používají se mapy Ruské federace s příslušným rozdělením do zón a s uvedením standardního zatížení na metr čtvereční střechy);
2. výpočet zatížení sněhem s přihlédnutím ke koeficientu sklonu střechy (0,7 pro 25. 60 stupňů, interpolováno v závislosti na úhlu sklonu);
3. výpočet zatížení větrem s přihlédnutím k počtu podlaží a okolí budovy;
4. sumarizace přijatých zatížení;
5. kontrola, zda jsou vypočtená data přijatelná;
6. určení výšky hřebene s přihlédnutím k šířce budovy a výslednému úhlu sklonu;
7. kontrola výsledné výšky pro požadovaný způsob ovládání podstřešního prostoru;
8. pokud výška hřebene neodpovídá požadované výšce místnosti, změňte úhel sklonu z přípustného rozsahu a opakujte kroky 2. 8.

Příklad výpočtu výšky hřebene

U budovy nacházející se v oblasti Ufa (sněhová zóna 5, větrná zóna 2) s předpokládaným úhlem sklonu 30 stupňů a celkovou šířkou 8 m, která se nachází v zóně soukromých nízkopodlažních (do 10 m) budov, výška hřebene bude:

H = L/2 x tg A = 8/2 x tg30 = 4 x 0,5 = 2 m.

Tato výška nestačí na vybudování půdního prostoru.

Úhel sklonu však bude střešní konstrukci zatěžovat poměrně málo. Počáteční zatížení od sněhu (sklon 30 stupňů) je 320 kg/m42, od větru – 0,7 kg/m0,65. Při koeficientu 10 pro zatížení sněhem a XNUMX (výška budovy do XNUMX m, soukromá rozvojová zóna) bude celkové zatížení konstrukce krokví:

320 x 0,7 + 42 x 0,5 = 224 + 21 = 245 kg/mXNUMX.

Tato úroveň zatížení umožní použití dřevěných krokví a dalších konstrukčních prvků bez zvýšení stavebních nákladů.

Výpočet délky hřebenového běhu

Délku hřebene (hřebenového nosníku) lze určit na základě zvoleného úhlu sklonu a délky stavby. Zohledňuje se i zatížení hřebene od zvoleného typu krokví. Se zavěšenými konstrukcemi krokví spočívají dva protilehlé nosníky na mauerlatu a na sobě. Nahoře jsou upevněny více či méně pevně nebo spočívají na hřebenovém nosníku. Pokud má dům vnitřní nosnou stěnu, na kterou je přípustné namontovat hřebenové regály přes nosník, zatížení na něm z krokví je lépe rozloženo a znatelně sníženo. Ve zjednodušené podobě můžeme říci:

• pokud je šířka domu větší než 7 metrů, je žádoucí dodatečně podepřít hřebenový nosník (na soláriu přes sloupky);
• při délce stavby nad 10 metrů je nutné zkontrolovat průhyb hřebenového trámu (výpočet vyžaduje minimální znalost pevnosti materiálů a informace o vlastní hmotnosti střechy – krokvový systém, tepelné a hydroizolační, krytina – a zatížení sněhem).

Typicky se délka hřebenového běhu vypočítává graficky pomocí vlastností geometrických tvarů.

Příklad výpočtu délky hřebene

Pro již použité hodnoty (úhel sklonu 30 stupňů, šířka domu 8 ma délka 12 m) bude délka hřebene:

Kde MN =H x ctg α, tedy úhel sklonu. Při výšce hřebene 2 m a úhlu 30 stupňů tedy MN = 3,45 m.

Pak L = 12 – 2 x 3,45 = 5,1 m.

Výpočet délky středních krokví

Šikmé krokve se také počítají na základě trigonometrických vzorců. Nejprve určíme délku mezilehlých krokví, je to stejné pro lichoběžníkové a trojúhelníkové svahy. Když známe výšku hřebene a vzdálenost od jeho koncového bodu k přesahu střechy, použijeme Pythagorovu větu, to znamená, že určíme délku přepony pravoúhlého trojúhelníku CMN se známými nohami CM a MN:

CN2 = CM2 a MN2 = 2 + 2 = 3,45 m, tj. CN = 15,9 um.

Stejným principem vypočítáme délku diagonální krokve:

CB 2 = CN 2 a NB 2, CB = 5,64 um.

U zkrácených krokví řešíme stejný problém, přičemž bereme v úvahu rozteč trámů krokví a podle toho snižujeme nohy trojúhelníku. Obvykle se přesné výpočty krokví valbové střechy nedělají „na místě“.

Při provádění výpočtů je důležité vzít v úvahu typ uzlů, které podpírají nohy krokví na sobě, na hřebeni, na mauerlatu a umožňují rozpětí pro délku krokví.

Výpočet průřezu krokví a kroku mezi nimi

K podepření krokví na nosnících valbové střechy dochází v různých krocích v závislosti na zatížení sněhem, průřezu konstrukčních prvků a zvoleném druhu a druhu dřeva. Tradičně se pro krokvové systémy volí borovice třídy 1…2.

Zohledňují se také délky nohou krokví. To je nezbytné pro výběr úseku, který zabrání vychýlení nosníku a/nebo demonstruje potřebu instalace vzpěr.

Pro zjednodušení výpočtů sekcí krokví se používají online kalkulačky.

Konečná data získaná v jedné z těchto kalkulaček vypadají takto:

Zde se valby týkají trojúhelníkových částí střechy.

Je třeba poznamenat, že šířka přesahu (část střechy přesahující Mauerlat) a sklon, stejně jako úseky krokví a opláštění, byly zvoleny jako průměrné pro takové rozměry budovy. Při volbě jiných hodnot je třeba provést úpravy původních údajů.

Způsoby upevnění krokví valbové střechy

Obrázek níže ukazuje několik moderních metod připevnění trámů na Mauerlat.

V tomto případě se používají metody s řezáním trámů na místě (nebo dříve s pomocnými nosnými prvky a překrytím zaoblení pro prodloužení krokví a zvýšení přesahu podle potřeby.

Zkrácené nosníky krokví jsou připevněny k diagonálním nosníkům trochu jinak, protože zatížení na nich je sníženo a obvyklá metoda instalace není vhodná.

Liší se také upevnění nosníků v hřebenové části. Výběr konkrétní metody závisí na dovednostech stavitelů, dostupných upevňovacích materiálech a plánovaném typu hydroizolace.

Zvláště důležité je spojení diagonálních krokví, hřebenových a mezilehlých nosníků krokví, protože tato jednotka zajišťuje tuhost celé konstrukce.

Montážní bedny

Při instalaci opláštění byste měli vzít v úvahu hustotu jeho podlahy, průřez zvolené desky a pořadí vytváření hydroizolační a tepelně izolační vrstvy. Jedná se o samostatná velká témata, která vyžadují komplexní pokrytí, takže v rámci tohoto článku byste měli vzít v úvahu:

• umístění desek nebo pásů opláštění v rozích střechy (podél diagonálních krokví) se musí shodovat;
• množství, průřez a způsob montáže opláštění závisí na volbě střešní krytiny a izolačních vrstev;
• montáži opláštění by se neměla věnovat menší pozornost než montáži konstrukcí krokví.

Závěr

U jakéhokoli provedení krokví valbové střechy může správně zkonstruovaný systém snadno odolat zatížení vlastní hmotností a srážkami. Složitost konstrukce diagramu valbové střechy a výpočtu systému krokví však vyžaduje práci profesionálů, totéž platí pro instalaci. Nezávislý výpočet a stavbu takové střechy byste měli provádět pouze v případě, že máte dostatečné stavební zkušenosti.