Несущая коньковая балка
Внимание! В связи с введением санкций со стороны Евросоюза, с 20 ноября 2022 года работа сайта будет прекращена.
Несущая коньковая балка позволяет избежать наличия несущей стены под коньком стропильной системы с несущим коньком. Для изготовления балки возможно использование разнообразных решений и материалов, далее рассматривается расчёт и изготовление коньковой балки из пакета досок.
Конструкция
Рассматриваемые несущие коньковые балки выполняются из пакета досок с использованием гвоздевого соединения досок между собой.
Расчёт
Первым делом необходимо рассчитать вес всех конструктивных элементов стропильной системы, включая стропильные ноги, утеплитель, кровельное покрытие и чистовую отделку. Последовательность расчёта и пример можно найти в статье Сбор нагрузок.
На следующем этапе требуется определить величину снеговой нагрузки и
пересчитать полученный вес конструкций для проекции на горизонтальную
поверхность.
Полученные значения нормативной нагрузки на горизонтальную поверхность веса конструкций и снеговой нагрузки подставляются в соответствующие поля калькулятора для расчёта деревянной балки прямоугольного сечения под действием равномерно распределённой нагрузки. Грузовая площадь принимается как половина суммы пролётов стропил с обоих сторон от коньковой балки.
Пример расчёта
В качестве примера рассмотрим дом шириной 6 м с углом наклона скатов 45 градусов, покрытый металлочерепицей и расположенный в Ⅲ-ем снеговом районе. Длина несущего конькового прогона составляет 4 м.
Воспользуемся уже готовым значением веса конструкций, вычисленном в статье Сбор нагрузок и составляющем 30 кг/м2.
Указав вес конструкций, снеговой район и угол наклона кровли в
калькуляторе для расчёта снеговой нагрузки
получим нормативные значения нагрузок, составляющие для веса конструкций
42 кг/м 2, а для снеговой нагрузки — 76 кг/м2.
Ширина грузовой площади в нашем примере составляет половину суммы пролётов стропил по разным сторонам коньковой балки: 3+32=3 м.
Расчёт начнём с варианта предпологающего использование в качестве несущей коньковой балки пакета из трёх досок 50×150. Вводим полученные ранее значения в калькулятор и выполняем расчёт:
Как видно из результатов расчёта, использовать данную балку не представляется возможным; поэтому попробуем увеличить высоту досок, и рассмотрим составную балку из трёх досок 50×200:
Составная балка из трёх досок 50×200 удовлетворяет всем требованиям и может быть использована в данном случае. Так же можно проверить возможность использования составной балки из двух досок 50×200, в рассматриваемом случае её использование недопустимо.
Коньковый прогон. Виды коньковых прогонов
Коньковый прогон нужен не для всякой крыши. Например, в арочных крышах, а также и в круглых крышах коньковые прогоны совершенно без надобности – в этих системах стропильные ноги сходятся в одной точке, стыкуются с нахлестом и стягиваются хомутами.
Не нужна коньковая балка и в некоторых фрагментах сложных вальмовых, и многих других крыш. Задача конькового прогона – быть опорой для стропил (удерживать верхние концы стропильных ног), а также и обеспечивать общую стабильность стропильной системы. Сами стропила могут оснащаться пазовыми узлами и различными вырезами, но при этом типов соединения в коньке только два: стропила соединяются в стык с коньковым брусом (с длинной боковой стороной бруса) или же опираются на него сверху, соединенные попарно. Жесткую фиксацию обеспечивают метизы, а также современный перфорированный крепеж, разработанный специально для стропильных систем или стандартный. Если нужно обеспечить возможность компенсации, или подвижность в узлах, для этого имеются особые соединительные элементы, например, уголки с ответными проушинами. Все очень просто; но современные частные дома обретают новые формы и стили, и требуют нового подхода к планировке: с просторными помещениями без всяких делений на «отсеки», а это значит – без опорных стоек под длинную коньковую балку.
Арки – сложные и порой слишком дорогие элементы для частной стройки, а сферические крыши очень индивидуальны и сложны в монтаже.
Виды коньковых балок не слишком разнообразны, по сути это или цельная балка, или составная. Под узлы составной балки для минимизации прогиба и гарантии стабильности ставят опорные стойки – в интерьерах это могут быть части простенков, или отдельные колонны. «Контрольная» стойка по расчету может понадобиться и для цельного прогона, с той же целью – снизить риски сверхнормативного прогиба. Имеется также один очень интересный вид прогона, позволяющий применить не цельную балку длиной в пять метров и не разрезной прогон с узловым опиранием, что очень дорого и технически сложно, а сборку из двух консольных балок и среднего однопролетного элемента на каждую секцию прогона – это так называемый прогон Гербера, в начале своей истории применявшийся в мостостроении.
Цельная коньковая балка из бруса, помимо изгибающих нагрузок от веса стропил, должна выдерживать и немалый собственный вес.
Для компактного дома это нормально. Но для габаритного строения сложной планировки и с минимумом внутренних несущих элементов разгружать приходится как цельную балку, так и составную. Деформации «не подстрахованной» балки могут оказаться неравномерны, что скажется и на стабильности стропильной системы, и даже на формах скатов; крыша с длинным коньковым брусом без промежуточных опор имеет высокие риски разрушений, и поэтому не проектируется.
Прогон Гербера
Прогон Гербера, или консольно-балочный прогон – пример составной подстропильной конструкции с пластичными шарнирами, нередко встречающийся в конструкциях и деревянных, и блочных частных домов. Все размеры, сечения и пролеты такого составного прогона расчетные. Особенность данной схемы та, что разрезная балка работает как цельная. Два варианта прогона Гербера для конькового элемента: или равнопрочный прогон – нагрузки в каждом пролете и на опорах одинаковы; или прогон равнопрогибный, то есть прогон будет иметь одинаковую жесткость на всех участках (идеальный вариант в планировке просторных помещений).
Первый вариант работы прогона получается, когда расстояние от стыка до опорного узла назначают равным 0,15 длины однопролетной балки, а второй, равномерно жесткий – соответственно, при расположении пластичного шарнирного стыка балок на расстоянии равном 0,20 от этой длины. Концевые балки коньковой конструкции при этом опираются на каркасные стойки или фронтонные стены.
Прогоны Гербера позволяют применять брус меньшего сечения, а также и составные балки из досок, что дает и экономию, и возможность перекрыть больший пролет – до 6,5 м без промежуточных опор.
И консольно-балочные, и неразрезные прогоны Гербера оптимальны для обустройства чердачных крыш – вместо тяжелого длинного бруса можно применить и доски, и короткие брусья. Прогон опирают на стойки, а стойки – на деревянные или кирпичные лежни. Чем больше стоек, тем меньше может быть сечение прогона, а сечение стоек обычно достаточно 100*100 мм; невысокие стойки имеют почти нулевую гибкость.
Для того, чтобы нарастить балку или стропильную ногу, применяются парные соединители Гербера.
Эти элементы можно применять также в узлах, в которых нет кручения и сдвига, и не действуют изгибающие моменты.
Усиление прогона
Усилить коньковый прогон можно и простыми способами: установить боковые добавочные прогоны. Это горизонтальные балочки в среднем по высоте уровне стропилин – эти балки принимают на себя часть изгибающий усилий и уменьшают распор стропил, тем самым способствуя выравниванию давления на основной прогон.
Постройки на участке|28 февраля 2022 в 07:42| Коньковый прогон, Консольно балочный прогон Гербера
Коньковая балка — соединение бревенчатой хижины
Секреты мастерства
Перейти к:- Висячие стропила из конькового бруса
- Силы подъема ветра
- Инженерные пиломатериалы Georgia-Pacific
- Пример расчета коньковой балки
Использование структурного конькового бруса для кровли вашего бревенчатого дома намного прочнее и устойчивее, чем обычная коньковая доска, удерживаемая на месте стропилами.
Нагрузки на крышу воспринимаются LVL (клееным брусом) и передаются по пути нагрузки через концевые опоры и стойки.
Не путайте два похожих термина:
- коньковая балка
- коньковая доска
При обычном строительстве двускатной крыши или крыши с А-образным каркасом используется коньковая доска, в первую очередь для простоты строительства; это дает вам что-то, к чему можно прибить концы стропил при сборке крыши.
Коньковая балка вместо этого используется, когда высокие концы стропил требуют независимой поддержки. Это требуется для скатов крыши менее 3 на 12 в соответствии с Международным жилищным кодексом (IRC) и Международным строительным кодексом (IBC), а также для соборного потолка, который часто используется в бревенчатых домах. Конструкционный конек можно использовать при установке конструкционных изоляционных панелей или SIP-панелей на крыше кабины.
| # | Предварительный просмотр | Продукт | Цена | |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 2021 Международные строительные нормы и правила (серия Совета по международным нормам и правилам) | $117,88 | Купить на Амазоне | |
| 2 | Международные строительные нормы и правила, 2021 г. (Серия Совета по международным нормам), 1-е издание, мягкая обложка | $34,99 | Купить на Амазоне | |
| Иллюстрированные строительные нормы и правила: руководство по пониманию международных строительных норм и правил 2021 г. | $39,92 | Купить на Амазоне | ||
| 4 | Международный жилищный кодекс 2021 г. (серия Совета по международным кодексам) | $152,99 | Купить на Амазоне |
«> 3 При отсутствии чердачных перекрытий или перекрытий невозможно обеспечить сопротивление распорной силе, направленной наружу от нижних концов стропил. Нижние концы стропил выдавятся, и крыша рухнет. Использование структурного конька, опирающегося на оба конца, означает, что стропила поддерживаются независимо друг от друга самой коньковой балкой.
Висячие стропила от конькового бруса
После того, как коньковый брус установлен, пришло время установить стропила. Это может быть сложно, так как каждое стропило будет давить на коньковую балку своим собственным весом, и это может привести к смещению балки. Постарайтесь сбалансировать установку, подбирая стропила с обеих сторон по ходу работы, а не сначала устанавливая все стропила с одной стороны.
Также рекомендуется установить несколько одинаковых пар, разнесенных вдоль пролета конькового бруса, чтобы он оставался прямым, а затем вернуться и заполнить оставшиеся стропила.
Подвесить стропила к коньковому брусу можно двумя способами: сверху и снизу, используя два разных типа стропильных подвесок.
Если я использую верхние подвески для стропил , я установлю их на 24 дюйма, прежде чем делать что-либо еще. Затем я смогу установить стропила на место и прибить их через подвеску. Одна из проблем может заключаться в том, что ваша коньковая балка может быть недостаточно толстым для двух подвесов, соединяющихся сверху.
Используя нижние подвесы для стропил, я обычно удерживаю стропило на месте и прибиваю его гвоздями через верхний край, чтобы удерживать его, затем устанавливаю подвес, нажимая на него заподлицо на дно и гвозди
Конечно, для этих типов вешалок есть специальные гвозди: оцинкованные гвозди длиной 1 1/2 дюйма 9 калибра, которые не расщепляются на противоположной стороне.
Сила подъема ветром
Требованием к правильной конструкции коньковой балки, которое необходимо учитывать, является устойчивость к силе подъема стропил ветром. коньковая балка и ее опоры
Часто используются стальные ленточные анкеры, но также можно использовать деревянные боковые элементы, выступающие вдоль коньковой балки от коньковых опор или колонн.
Не забудьте закрепить основание опорных колонн, чтобы они также противостояли подъемным силам. Для некоторых крыш также потребуются хомуты между противоположными стропилами и ураганные анкеры между стропилами и стеновыми пластинами.
Инженерные пиломатериалы, Джорджия-Тихоокеанский регион
Приведенный ниже пример рассчитан с использованием Джорджия-Тихоокеанский «Руководство по продуктам для жилых полов и крыш из инженерных пиломатериалов». См. ниже бесплатную загрузку этой брошюры.
Несущий конек изготовлен из LVL или клееного бруса. Это спроектированная балка, состоящая из нескольких слоев дерева, очень похожая на фанеру, за исключением того, что все пряди ориентированы в одном направлении. Это делает LVL чрезвычайно сильным в одном направлении, но не в другом.
Georgia-Pacific говорит о своих инженерных LVL:
«Мы сочетаем высококачественное древесное волокно со специально разработанными смолами для производства инженерных пиломатериалов практически без дефектов. Этот производственный процесс позволяет инженерным пиломатериалам GP противостоять усадке, скручиванию и деформации. В результате инженерные пиломатериалы более однородны и обладают большей несущей способностью и способностью растягиваться, чем обычные пиломатериалы».
Использование LVL для коньковой балки требует, чтобы LVL был установлен на ребро с плоской стороной, идущей вертикально.
Это обеспечивает огромную вертикальную прочность, но означает, что коньковая балка достаточно гибкая из стороны в сторону, пока не будут установлены стропила, которые придадут ей жесткости в поперечном направлении.
Эта гибкая особенность LVL вдоль одной ориентации может фактически упростить установку, позволяя нам передавать LVL вручную, опирая его поверх бревенчатых стен или лесов и сгибая, чтобы опираться на следующую опору. Оказавшись на месте, мы можем вращать LVL, пока он не окажется на грани и не станет очень жестким.
Пример расчета коньковой балки
В нашем примере мы примем собственный вес (вес пиломатериалов и материалов) в 10 фунтов на квадратный фут (фунтов на квадратный фут) и допустим живой вес (снеговая нагрузка на крышу) 20 фунтов на квадратный фут, что составляет общую нагрузку 30 фунтов на квадратный фут.
Наш пример бревенчатой хижины имеет глубину 26 футов и длину 36 футов, и мы будем устанавливать опорную стойку посередине длины хижины. Нам нужно рассчитать общую нагрузку на погонный фут (plf или фунты на погонный фут), которую должна поддерживать коньковая балка, чтобы указать правильный размер LVL.
Пролет крыши составляет ½ ширины, поэтому 26 футов/2 = 13 футов, а длина составляет ½ общей длины, так как мы будем использовать промежуточную стойку, поэтому 36 футов/2 = 18 футов:
- 13 футов x 18 футов = 234 кв. фута
- 234 кв. фута x 30 фунтов на квадратный фут = всего 7020 фунтов
- 7020 фунтов / 18 футов = 390 фунтов на фут
Используйте таблицу «Крыша 115%», стр. 44–45 в буклете общей практики:
Посмотрите в левый столбец с надписью «Span» и перейдите к 18 футам. Перейдите вправо, где указано «Допустимые равномерные нагрузки (в фунтах на погонный фут)». Общая нагрузка должна быть 390 или больше.
Мы видим, что самая большая одинарная балка размером 1 ¾” x 14” будет нести только 386 плф, а этого недостаточно, поэтому мы должны продолжить через ряд, пока не узнаем, что балка 3 ½” x 11 ¼” LVL будет нести 407 плф.
Это может быть достигнуто путем удвоения двух 1 ¾” x 11 ¼” LVL.
Это означает, что мы можем заказать в общей сложности четыре LVL-балки 1 ¾” x 11 ¼” для создания коньковой коньковой балки для кабины длиной 36 футов.
Он будет состоять из двух пар LVL с центральным соединением, расположенным на расстоянии не менее 4 x 4 дюймов, поскольку требования к опоре требуют минимум 1,9” опорная поверхность.
Чтобы использовать таблицу «Без снега» на следующих страницах, угол наклона крыши должен быть больше 54 градусов, чтобы на крыше не скапливался снег.
Кроме того, если ширина конькового бруса (11 ¼ дюйма) недостаточна для размещения всего углового спила на верхних концах стропил, вы должны заполнить низ, где пятка стропила опирается на 2” x 4 дюйма, чтобы стропила не скручивались.
Использование LVL для изготовления коньковой балки является более надежным методом, чем строительство крыши с использованием обычной коньковой доски, опирающейся на стропила, и позволяет контролировать траекторию нагрузки вдоль LVL и вниз по его несущим элементам.
Для вашего удобства у меня есть Georgia-Pacific «Руководство по продуктам для полов и кровельных систем для жилых помещений» , доступное для бесплатной загрузки здесь:
Вам понадобится Adobe Reader (рекомендуется последняя версия), установленный на вашем компьютер, чтобы открыть и прочитать этот файл. Вы можете скачать Adobe Reader здесь (откроется новое окно, чтобы вы могли загрузить его, не покидая этой страницы).
Если вы хотите открыть файл в окне браузера, просто нажмите на ссылку (эта функция есть не во всех браузерах). Если вместо этого вы предпочитаете загрузить файл для просмотра позже, щелкните ссылку правой кнопкой мыши и выберите «Сохранить объект как» или «Сохранить файл как». Затем выберите, где вы хотите сохранить файл на жестком диске.
Сохранив файл, найдите место его сохранения и дважды щелкните, чтобы открыть его.
Чтобы распечатать, откройте загруженный файл и выберите в меню пункт «Печать».
Другие страницы дизайна бревенчатых домов:
REScheck: хитрости REScheck — это программное обеспечение, предназначенное для проведения анализа соответствия энергопотреблению, необходимого для получения разрешений на строительство.
Советы по проектированию бревенчатой хижины Советы по проектированию бревенчатой хижины, которые помогут вам сэкономить деньги.
Старение на месте Идеи для вашего бревенчатого домика По мере того, как люди становятся старше, становится все более важным оставаться в своем собственном доме, и дизайн старения на месте может этому способствовать.
Проект бревенчатого дома – оценка всех факторов Идеальный проект бревенчатого дома индивидуален для всех и должен быть определен после оценки всех задействованных факторов.
Советы по строительству лестниц Эти советы по строительству лестниц помогут быстро реализовать ваш проект.
Коньковая балка разрушена — GreenBuildingAdvisor
GBA Logo horizontalGBA LogoFacebookLinkedInЭлектронная почтаPinterestTwitterInstagramЗначок YouTubeЗначок навигационного поискаЗначок основного поискаЗначок воспроизведения видеоЗначок плюсЗначок минусЗначок изображенияЗначок гамбургераЗначок закрытияSortedПерейти к содержимому Привет, ребята!Я строю крошечный дом на трейлере.
Сегодня устанавливал свои стропила (пока не устанавливал ураганные стяжки h2 на каждое стропило для экономии времени, думал в конце все разом сделаю) — и крыша рухнула. Я соединил доски 2×6, чтобы сделать коньковый брус/доску длиной 38 футов. Мы благодарны, что не пострадали.Мне нужен совет, что пошло не так, и как избежать падения коньковой балки, она лопнула там, где мы сделали диагональные 18-дюймовые соединения, свинченные вместе 5-дюймовыми шурупами № 9 и столярным клеем. Я действительно думал, что выдержит. Теперь я думаю о перестройке с 2×6, ламинированными вместе, чтобы получить 4×6, и добавлении горизонтальных балок, чтобы связать стены на расстоянии 10 футов друг от друга, и поставить стойку для поддержки коньковой доски / балки, что-то вроде королевской фермы. .
Ваше мнение? Должен ли я построить коньковую доску из ламината 2×6, чтобы получить 4×6, или мне следует сделать 2×8? Получу ли я пользу от горизонтальной опорной балки? Мне также интересно, следует ли вместо этого использовать фанерные косынки, и если да, то какой размер подойдет?
Я не хочу, чтобы эта штука снова на меня обрушилась.
Всем спасибо!
Подробная библиотека GBA
Коллекция из тысячи строительных деталей, упорядоченных по климату и части дома.
Поиск и загрузка деталей конструкции
Присоединяйтесь к ведущему сообществу экспертов в области строительства
Станьте участником GBA Prime и получите мгновенный доступ к последним разработкам в области зеленого строительства, исследованиям и отчетам с мест.
Начать бесплатную пробную версию
Избранные блоги
Размышления энергетического ботаника Посмотреть больше
Рассмотрение возможности использования энергии в жилых помещениях
Руководство по продукту Посмотреть больше
Спонсор
Спонсор
Эта функция была временно отключена во время предварительного просмотра бета-версии сайта.