Проведення таких розрахунків надзвичайно важливо. Неприпустимо будувати кроквяні системи «на око» або «приблизно». Необхідно врахувати всі навантаження, які будуть впливати на покрівлю. Вони діляться на:
- Постійні. Це власна вага покриття, гідроізоляції, обрешітки і інших складових частин «пирога». Якщо на даху планується установка будь-якого обладнання, то необхідно врахувати і його вага.
- Змінні. До цього типу навантажень відносять масу потрапляють на покрівлю опадів та інші дії, які не завжди діють на покрівлю.
- Особливі. У сейсмічно небезпечних районах або в місцевостях, в яких регулярно бувають ураганні вітри необхідно закладати додатковий запас міцності.
Як розрахувати вагу покрівельного пирога?
Схема покрівельного пирога
Перш за все, потрібно підрахувати, скільки буде важити сама покрівля будинку.
Це необхідний розрахунок - крокви повинні витримувати цю постійне навантаження протягом тривалого часу.
Зробити розрахунок нескладно, потрібно підрахувати масу одного метра квадратного кожного з шарів «пирога» покрівлі. Потім вага кожного шару підсумовується, а отриманий результат множиться на поправочний коефіцієнт 1,1.
Приклад розрахунку. Візьмемо для прикладу покрівлю, покриту ондулином. Дах складається з наступних шарів:
- Решетування даху. зібрана з дощечок товщиною 2,5 см. Вага метра квадратного цього шару складає 15 кг.
- Утеплювач (вата мінеральна) толщіной10 см, вага квадратного метра утеплітеля10 кг.
- Гідроізоляція - полімерно-бітумний матеріал. Вага гідроізоляційного шару -5 кг.
- Ондулін. Вага квадратного метра цього покрівельного матеріалу составляет3 кг.
Складаємо отримані значення - 15 + 10 + 5 + 3 = 33 кг.
Множимо на поправочний коефіцієнт 33 × 1.1 = 34,1 кг. Це значення є вагою пирога покрівлі.
У більшості випадків, при будівництві житлових будинків, навантаження не досягає значенія50 кгна метр квадратний.
Порада! Досвідчені будівельники рекомендують спиратися саме на цю цифру, хоча вона є явно завищеною для більшості покрівельних покриттів. Але зате, якщо через кілька десятиліть господарі будинку захочуть поміняти покрівлю, то їм не доведеться міняти все крокви - розрахунок був проведений з солідним запасом.
Таким чином, навантаження від ваги покрівельного «пирога» становить 50 × 1,1 = 55 кг / кв. метр
Як зробити розрахунок снігових навантажень?
Карта снігових навантажень Росії
Снігове навантаження - це досить серйозний вплив на конструкції покрівлі, так як снігу на даху може зібратися досить багато.
Щоб підрахувати цей параметр, можна скористатися формулою:
- S - це снігове навантаження,
- Sg - вага снігового покриву, який покриває квадратний метр горизонтальної поверхні. Це значення змінюється в залежності від місця розташування будинку. Знайти даний коефіцієнт можна в СНиП - кроквяні системи.
- μ - це поправочний коефіцієнт, значення якого залежить від кута нахилу покрівлі. Так для плоских дахів, які має кут нахилу 25 градусів і менше значення коефіцієнта - 1,0. Для дахів з кутом нахилу більше 25 і менше 60 градусів, коефіцієнт становить 0,7. Для даху, що має круті схили, снігові навантаження можна не враховувати.
Приклад розрахунку. Наприклад, необхідно розрахувати снігове навантаження для покрівлі будинку, що будується в Московській області, причому кут нахилу ската становить 30 градусів.
Московський регіон розташований в III сніговому районі, для якого розрахункове значення маси снігу на квадратний метр горизонтальної поверхні складає 180 кгс / кв. м.
180 x 0,7 = 126 кгс / кв. м.
Це розрахункова снігове навантаження на покрівлю.
Як розрахувати вітрові навантаження?
Карта вітрових навантажень центральної Росії
Щоб розрахуватися навантаження на крокви застосовується формула:
- Wo - це нормативний показник, який визначається за таблицями, в залежності від району країни.
- k - це поправочний коефіцієнт, який дозволить визначити зміну вітрового навантаження залежно від типу місцевості і висоти будівлі.
Висота будинку, яка вимірюється в метрах
А - це відкриті місцевості: степи, узбережжі моря або озера;
Б - місцевості, рівномірно покриті перешкоди, наприклад, міська забудова або лісовий масив.
Приклад розрахунку. Розрахувати вітрове навантаження для будинку висотой5 метрів, розташованого в лісистій місцевості в Підмосков'ї.
Московський регіон розташований в I вітровому районі, нормативне значення вітрового навантаження в цьому районі 23 кгс / кв. м.
Поправочний коефіцієнт в нашому прикладі складе 0,5
23 x 0,5 = 11,5 кгс / кв. м.
Це значення вітрового навантаження.
Як розрахувати перетину крокв і інших елементів покрівлі?
Розрахунок перетину крокв комп'ютерною програмою
Щоб розрахуватися довжини крокв, потрібно знати, який покрівельний матеріал планується використовувати, а також з чого зроблені горищні перекриття (дерев'яні балки або плити із залізобетону).
Стандартні крокви, які надходять у продаж, мають довжину 4,5 і 6 метрів. Але, в разі необхідності, довжина крокв може бути змінена.
Перетин бруса, який йде на виготовлення крокв, залежить від наступних факторів:
- Довжина крокв;
- Крок установки крокв;
- Розрахункові величини навантажень.
Дані в представленій таблиці є рекомендаційними, їх не можна назвати повноцінною заміною розрахунками. Тому розрахунок ферми кроквяної є необхідністю для визначення несучої здатності покрівлі.
Дані таблиці наведені відповідно до атмосферними навантаженнями, характерними для Московського регіону.
Перетину бруса для виготовлення інших елементів покрівлі:
- Мауерлат - 100х100, 100х150, 150х150;
- Для розжолобків і виготовлення діагональних ніг - 100х200;
- Прогони - 100х100, 100х150, 100х200;
- Затягування - 50х150;
- Ригелі - 100х150,100х200;
- Підкоси - 100х100, 150х150;
- Дошки підшивальні - 25х100.
Визначившись з перетином і довжиною, а також з кроком розташування крокв, нескладно зробити розрахунок кількості крокв, орієнтуючись на довжину стін будинку.
При проектуванні, крім розрахунку на міцність, конструктор повинен виконати розрахунок на прогин.
Тобто, потрібно не просто гарантувати, що крокви не зламаються під наданої навантаженням, але і з'ясувати, наскільки балки можуть прогинатися.
Наприклад, розрахунок дерев'яної кроквяної ферми для будівництва мансардного даху повинен бути виконаний так, щоб величина прогину не перевищувала 1/250 частина від довжини ділянки, на який чинився тиск.
Таким чином, якщо використані крокви дліной5 метрів, то максимальний допустимий прогин може достігать20 мм. Дана величина здається зовсім незначною, однак при її перевищенні, деформація покрівлі буде помітна візуально.
Вимоги до якості матеріалу
Проект покрівлі для розрахунку кількості дерев'яних крокв
Якщо здійснюється розрахунок дерев'яних крокв, то крім таких параметрів, як довжина і перетин, потрібно враховувати і якість будівельного матеріалу.
Крокви для даху своїми руками виготовляють з деревини листяних і хвойних порід.
Основні вимоги до матеріалу викладені в ГОСТ 2695-83 і ГОСТ 8486-86. Серед них:
- Допускає наявність сучків в кількості не більше трьох на метрова ділянка, розмір сучків не повинен превишать30 мм.
- Допускається наявність некрізних тріщин, що не перевищують ½ довжини;
- Вологість пиломатеріалу не повинна бути вище 18% при вимірюванні влагометріі.
При придбанні матеріалу, з якого планується монтувати кроквяні системи - СНиП наказує проведення перевірки документа про якість, в якому вказані:
- Дані про виробника;
- Номер стандарту і назва виробу;
- Розмір виробу, вологість і використана порода деревини;
- Кількість окремих елементів в упаковці;
- Дата випуску даної партії.
Оскільки дерево матеріал натуральний, воно вимагає проведення передмонтажної підготовки. Ця підготовка планується на стадії, коли проектується кроквяна система - СНиП передбачає проведення захисних і конструктивних заходів.
До захисних заходів відносять:
- Обробку деревини антисептиками для запобігання передчасного загнивання;
- Обробку деревини антипиреновими просоченнями для захисту від загоряння;
- Обробку біозахисними складами для захисту від комах-шкідників
До конструктивних заходів можна віднести:
- Установка гідроізоляційних прокладок в місці зіткнення цегли і дерев'яних конструкцій;
- Створення гідроізоляційного шару під покрівельним матеріалом і пароізоляційного - з боку приміщень перед шаром утеплювача;
- Устаткування вентиляції підпокрівельного простору.
При дотриманні все вимог технології кроквяна система дерев'яного будинку набуде більш високі характеристики міцності якості, і конструкція даху прослужить довго, не вимагаючи проведення ремонту.
Програми для проектування і розрахунку кроквяних систем
Розрахунок системи кроквяної в спеціальній комп'ютерній програмі
Як видно з вищесказаного, провести розрахунок будівельних систем дахів досить складно. Потрібно володіти достатнім запасом теоретичних знань, володіти навичками малювання і креслення. Природно, що далеко не кожна людина володіє такими професійними навичками.
На щастя, сьогодні завдання проектування значно полегшена, оскільки є дуже зручні комп'ютерні програми дозволяють розробляти проекти різних будівельних елементів.
Звичайно, деякі програми розраховані на професіоналів (наприклад, Автокад, 3D Max та ін.). Недосвідченій людині досить складно розібратися з цим софтом.
Але існують і більш прості варіанти. Наприклад, в програмі Аркон дуже просто можна створювати різноманітні ескізні проекти, щоб наочно побачити, як буде виглядати та чи інша дах.
Є там і зручний калькулятор для розрахунку крокв, який дозволяє ефективно і швидко провести розрахунки. Програма Аркон прекрасно підходить для професіоналів, але може бути використана і приватними користувачами.
У мережі можна знайти і калькулятор розрахунку крокв, що працює в режимі онлайн. Однак вироблені на ньому розрахунки - це виключно рекомендаційні величини і не можуть замінити розробки повноцінного проекту.
Виконання розрахунків при проектуванні - важливий етап створення даху. Його виконання необхідно доручати професіоналам. Але попередні розрахунки можна провести і самостійно, це допоможе краще розібратися в готовому проекті.