Коньковый брус сечение: Коньковый брус – конёк строительства

Коньковый брус – конёк строительства

Особенным «коньком» в умении строителей можно считать установку конькового бруса – верхней перекладины, предназначенной для крепления стропил в некоторых моделях крыши. Зачастую и сам брус требует установки дополнительных подпорок, особенно, когда коньковая часть чердачного помещения имеет расчётную длину более 4,5 метра.

 Тем не менее, при любой конструкции конькового бруса важным для него остаётся решение задач:

 
• равномерно распределить общий вес крыши на фронтоны;

 

• равномерно распределить площадь и силу давления по боковому периметру;

 

• придать жесткость конструкции стропильной системы.

Для конькового бруса важна ещё и задача поддерживать геометрию крыши, особенно при длине более 4, 5 метров, чтобы иметь возможность монтировать стропила без использования шаблона. Стропила ложатся верхней частью на коньковую балку, а нижней частью – на мауэрлат.

Древесина для конькового прогона

 Строительство деревянных домов из профилированного бруса предусматривает использование стропильной системы в соответствии с конструктивными особенностями здания.

В вершине стропильной конструкции любой крыши укладывается коньковый прогон

Для строительства жилого дома 8х8 из бруса, у которого крыша будет покрываться шифером или гибкой черепицей, все составные части стропильной системы, включая коньковый прогон, изготавливаются из хорошо просушенной сосновой древесины. В строительстве бани, где горячий пар может повредить деревянной конструкции, для стропил используются пиломатериалы из лиственницы. К тому же, бане требуется тяжелая крыша, оптимально задерживающая тепло. Лёгкая сосна здесь не подходит, нужна более прочная и тяжёлая лиственница.

 Лиственница для производства конькового прогона используется и в том случае, когда жилому дому планируется тяжелая черепичная крыша, под которую требуется сооружать очень прочный и такой же тяжелый стропильный каркас. Здесь расчёты учитывают, чтобы нагрузку от общего веса крыши выдерживали стены дома.

 Выбор материалов, используемых в конструкции стропильной системы, зависит от конструкции строения. Поэтому квалифицированное решение могут принять только профессионалы.

Коньковый прогон в стропильной системе

 Когда стропилам требуется центральная опора, используется установка конькового прогона. Он упирается двумя сторонами на параллельные несущие стены.

 Высота монтажа конькового бруса определяется по:

 
• проектной ширине дома;

 

• среднегодовому количеству зимних осадков;

 

• наличию сильных ветров.

Особенность монтажа конькового бруса заключается в том, чтобы исключить его сверление и забивание гвоздей. Это необходимо для:

 
• предотвращения образования трещин;

 

• сохранения целостности бруса;

 

• обеспечения надёжности стропильной системы.

Конструкция двухскатной крыши требует обязательной установки конькового прогона. В дальнейшем он служит коньком крыши. При строительстве дома из бруса 6 на 6 коньковый прогон готовится из цельного бруса или бревна, который конструктивно опирается на два фронтона, без использования дополнительных опор. Если проектная длина дома превышает 6 метров, используется составной коньковый прогон и строительные фермы. Не зависимо от проектной длины дома, длина конькового бруса определяется таким образом, чтобы он точно лежал на выступах наружных фронтонов.

 
• теплый угол ласточкин хвост

Строительство деревянных домов предполагает использование несколько видов соединения брусьев. Современное строительство выходит на высокий уровень экологичности и надёжности жилья, когда даже соединения между брусьями в конструкции дома являются практичными, прочными.

Размеры стропильной ситемы и её элементов, как правильно рассчитать

Пусть сооружение стропильной системы кажется довольно простым делом, но оно требует точных математических расчётов. Правильные размеры элементов несущей конструкции не позволят кровле быть хрупкой и спасут хозяина дома от чрезмерных денежных трат.

Содержание

• 1 Расчёт параметров стропильной системы

  • 1.1 Мауэрлат

  • 1.2 Лежень

  • 1.3 Коньковый брус

  • 1.4 Кобылка

  • 1.5 Стойки

  • 1.6 Подкосы

  • 1.7 Затяжка

  • 1.8 Скользящая опора для стропил

  • 1.9 Доски или брусья для стропил

    • 1.9.1 Таблица: соответствие длины стропильной ноги её толщине и шагу

  • 1.10 Угол стропила

    • 1.10.1 Таблица: определение угла стропила в процентах

• 2 Видео: вычисление размера стропильных ног

Расчёт параметров стропильной системы

Стропильную систему образуют не только стропильные ноги. В конструкцию входят мауэрлат, стойки, подкосы и другие элементы, размеры которых строго стандартизированы. Дело в том, что составляющим стропильной системы полагается выдерживать и распределять определённые нагрузки.

Элементы стропильной системы простой двускатной крыши — это стропила, прогон (коньковая доска), стойки, лежень, мауэрлат и подстропильные ноги (подкосы)

Мауэрлат

Мауэрлат — это конструкция из четырёх брусьев, соединяющая кирпичные, бетонные или металлические стены дома с деревянной несущей конструкцией крыши.

Брус мауэрлата должен занимать 1/3 места наверху стены. Оптимальное сечение этого пиломатериала — 10х15 см. Но существуют и другие подходящие варианты, например, 10х10 либо 15х15 см.

Главное, для создания мауэрлата не брать брусья шириной менее 10 см, так как они сильно подведут в вопросе прочности. А вот пиломатериал шириной более 25 см в надёжности сомнений не вызовет, однако будет давить на дом так, что тот в скором времени начнёт разрушаться.

Мауэрлат должен быть уже стены, иначе он будет оказывать на стены чрезмерное давление

Идеальная длина бруса для основания под стропильную систему равна длине стены. Соблюсти это условие не всегда получается, поэтому мауэрлат позволительно сооружать и из отрезков полностью или хотя бы примерно одинаковых по длине.

Лежень

Лежень выступает элементом стропильной системы, который находится в лежачем положении и служит основанием для стойки (бабки) несущей конструкции кровли.

В качестве лежня обычно берётся брус такого же сечения, как и мауэрлат. То есть оптимальный размер горизонтального элемента на внутренней несущей стене — 10х10 или 15х15 см.

Размером лежень не отличается от мауэрлата

Коньковый брус

Из-за размеров конькового бруса, в который стропила упираются верхним концом, вес крыши не должен выходить за допустимые рамки. Это значит, что для конька требуется брать брус довольно прочный, но нетяжёлый, чтобы под его давлением не прогнулись другие элементы несущей конструкции кровли.

Наиболее подходящий сосновый пиломатериал для конька крыши — это брус сечением 10х10 см или 20х20 см, как у стоек конструкции.

Коньковый прогон не должен быть толще стойки стропильной системы

Кобылка

Кобылка — это доска, удлиняющая стропило, если оно недопустимо короткое.

При использовании кобылок стропильные ноги обрезают вровень с наружной стеной. А доски, удлиняющие их, подбирают таким образом, чтобы они образовывали необходимый свес крыши и были не толще самих стропил.

К длине кобылки обязательно добавляют лишние 30–50 см, которые уйдут на совмещение стропила с дополнительной доской и сделают соединение каркаса и свеса кровли максимально крепким.

По толщине кобылка уступает стропильной ноге

Стойки

Стойка — это то же самое, что и центральная опора. Высоту вертикального бруса в стропильной системе принято находить по формуле h = b₁xtgα – 0,05. h — это высота стойки, b₁ – половина ширины дома, tgα – тангенс угла между стропилом и мауэрлатом, а 0,05 — это примерная высота коньковой балки в метрах.

Стойки рекомендуется создавать из брусьев сечением 10х10 см.

Главное требование к стойкам — устойчивость, поэтому в качестве них выбирают толстые, как лежень, брусья

Подкосы

Подкосом называется элемент стропильной системы, который под углом не менее 45° (по отношению к горизонтали среза стен) одним концом монтируется на стропиле, а другим — на затяжке, проложенной в направлении от одной стены дома к другой, вплотную к вертикальной стойке.

Длину подкоса определяют по теореме косинусов, то есть по формуле a² = b² + c² — 2 x b x c x cosα для плоского треугольника. a обозначает длину подкоса, b — часть длины стропила, c — половину длины дома, а α – угол, противолежащий стороне a.

Длина подкоса зависит от длины стропила и дома

Ширина и толщина подкосов должна быть идентична этим же размерам у стропильной ноги. Это значительно облегчит задачу по закреплению элемента в каркасе кровли.

Затяжка

Затяжка устанавливается у основания стропильной системы и играет роль балки перекрытия. Длина этого элемента определяется протяжённостью здания, а его сечение не отличается от параметра стропильных ног.

Затяжка по-другому может называться потолочной лагой

Скользящая опора для стропил

Скользящая опора или элемент стропильной системы, позволяющий ей приспосабливаться к изменению конфигурации, должен характеризоваться следующими параметрами:

• длина — от 10 до 48 см;
• высота — 9 см;
• ширина — 3–4 см.

Размер скользящей опоры должен позволять хорошо фиксировать стропила на основании кровли

Доски или брусья для стропил

Размер досок, которые станут стропилами крыши с симметричными скатами, определить нетрудно. В этом поможет формула из теоремы Пифагора c² = a²+ b², где c выступает в качестве необходимой протяжённости стропильной ноги, a обозначает высоту от основания кровли до конькового бруса, а b — ½ часть ширины здания.

Параметры стропил, отличающихся асимметрией, тоже узнают по формуле Пифагора. Однако показателем b в этом случае будет уже не половина ширины дома. Это значение для каждого ската придётся измерять отдельно.

По формуле Пифагора можно вычислить как длину стропил, так и высоту стойки

Стропилами обычно становятся доски толщиной от 4 до 6 см. Минимальный параметр идеален для строений хозяйственного назначения, например, гаражей. А стропильную систему обычных частных домов создают из досок толщиной 5 или 6 см. Средний показатель ширины главных элементов несущей конструкции кровли — 10–15 см.

При большом шаге и значительной длине сечение стропил непременно увеличивают. Допустим, когда расстояние между ногами несущей конструкции крыши достигает 2 м, для стропил выбирают сечение 10×10 см.

На длину стропила влияет степень наклона кровли и протяжённость пространства между стенами, расположенными друг против друга. С увеличением уклона крыши длина стропильной ноги растёт, как и её сечение.

Размер стропил обусловлен величиной зазора между ними

Таблица: соответствие длины стропильной ноги её толщине и шагу

Угол стропила

Величину угла стропила определяют по формуле α = Н / L, где α – это угол наклона кровли, Н — высота конькового бруса, а L — половина пролёта между противоположными стенами дома. Полученное значение переводят в проценты по таблице.

Как будут наклонены стропила, зависит от двух показателей — высоты конька и ширины дома

Таблица: определение угла стропила в процентах

Видео: вычисление размера стропильных ног

Для каждого элемента стропильной системы существуют усреднённые данные о размерах. На них можно ориентироваться, однако лучше высчитывать параметры стоек, подкосов и иных составляющих несущей конструкции кровли в специальных программах на компьютере или с помощью сложных геометрических формул.

• Автор: Ксения Зубкова
• Распечатать

Мой отец — строитель. Поэтому мне есть, что рассказать домашним умельцам.

Оцените статью:

(16 голосов, среднее: 4.1 из 5)

Поделитесь с друзьями!

Коньковая доска или коньковый брус? Какая нужна моя крыша? :: Weyerhaeuser

Это очень распространенный вопрос, который наша команда инженеров технической поддержки часто обсуждает с дизайнерами. Разница между коньковой доской и коньковой балкой сводится к тому, спроектирована ли крыша как крыша компрессионного или структурного типа. Хотя существует и третий тип кровли при использовании инженерных деревянных изделий Weyerhaeuser, о которых вы можете прочитать ниже.

Стив Рудовски, территориальный менеджер Trus Joist Weyerhaeuser, собрал модель, чтобы продемонстрировать разницу между двумя типами каркаса крыши, которая определяет, нужна ли вам коньковая доска или коньковая балка.

Компрессионная крыша

Крыша с традиционным каркасом построена в соответствии с положениями Международного жилищного кодекса (IRC). Эта система также известна как компрессионная крыша или «предписывающая крыша», поскольку детали конструкции прописаны в нормах. Он может использоваться для крыш с уклоном от 3:12 до 12:12 и в основном строит треугольник, соединяя две противоположные стропила потолочной балкой/стяжкой на их нижних концах. Коньковая доска соединяет верхние концы стропил, образуя вершину треугольника. Обычно потолочная балка, идущая от противоположных наружных стен, соединяет нижние концы стропил вместе, образуя основу и завершая треугольник. См. пример поперечного сечения крыши, показанный ниже.

С ненесущей коньковой доской вверху две противоположные стропила в основном поддерживают друг друга. Под нагрузкой стропила будут испытывать как осевые, так и изгибные напряжения. Потолочная балка (натяжная стяжка) на нижнем конце стропила сопротивляется тяге, возникающей, поскольку эти концы имеют тенденцию смещаться наружу и толкать опорную стену. Общая система (коньковая доска, стропила, хомуты и потолочная балка) определяется IRC. Дополнительную информацию о крышах см. в главе 8 IRC 2018 года.

Weyerhaeuser EWP обычно доступен длиной до 48 футов. Они часто используются строителями в качестве заменителей обычных деревянных изделий, таких как 2×8 и 2×10, в крышах с традиционным каркасом. Строители могут предпочесть один длинный кусок микроллама там, где им пришлось бы использовать несколько кусков пиломатериала, например, для изготовления длинной коньковой доски.

Эта замена иногда создает запросы на запечатанную документацию/расчеты, поскольку используемый продукт является «разработанным» и не указан в строительных нормах. Эти запросы не являются необходимыми или обязательными. Чтобы считаться заменой любой из системных частей, EWP Weyerhaeuser должен быть 9.0013 эквивалентен или лучше, чем  элемент, который он заменяет. Проще говоря, это означает, что продукт EWP должен быть такого же/большего размера и такой же/более высокой прочности, чем заменяемая деталь. Дополнительную информацию о замене см. в Техническом справочнике Weyerhaeuser 1502.

Например, мастер может использовать для коньковой доски 40-футовый кусок микроллама размером 1 ¾″ x 9 ¼″ вместо трех или четырех кусков пиломатериала размером 2×10. Это было бы приемлемо, поскольку Microllam имеет аналогичные размеры. Для этой замены документация/расчет не нужны.

Несущая крыша

Этот тип крыши аналогичен конструкции пола, где балки имеют несущие опоры на каждом конце. Конструктивные уклоны крыши обычно варьируются от 0:12 до максимум 12:12.

Структурные крыши обычно имеют коньковые балки на верхних концах вместо коньковой доски, описанной выше для сжатых крыш. См. пример, показанный ниже. Вальмовые элементы и ендовы в несущих крышах также считаются несущими балками, что означает, что они имеют опору на каждом конце и поддерживают реакции от присоединенных балок крыши. Расчеты могут быть произведены для балок и балок в системе несущей крыши с использованием Forte 9.Программное обеспечение 0031® WEB или Javelin ^®  .

Weyerhaeuser EWP Roof 

Этот тип крыши представляет собой запатентованную систему, в которой используются стропила и потолочные балки TimberStrand LSL, а также вальмовые, ендовные и коньковые элементы Microllam LVL или TimberStrand LSL. Геометрия крыши, требуемые размеры элементов и сведения о соединениях указаны в нашем Руководстве по проектированию системы крыши, TJ-9005. Подобно компрессионной крыше, построенной в соответствии с IRC, эта система также носит предписывающий характер. Здесь покрытый скат крыши может варьироваться от 4:12 до 12:12 и иметь расстояние между стропилами до 24″ по центру.

Информация и подробности, представленные в руководстве, основаны на испытаниях, проведенных компанией Weyerhaeuser для демонстрации эквивалентности традиционным каркасным системам. Любая система, построенная с использованием этого руководства, должна полностью основываться на этом руководстве, без замены материалов/деталей. Как и в случае компрессионных крыш, образуемая система имеет треугольную форму с коньковой доской, двумя стропилами и потолочной стяжкой внизу. Как и в случае компрессионных крыш, расчеты элементов не могут быть предоставлены для отдельных элементов, поскольку большая часть информации основана на тестировании системы или продуктах, которые соответствуют или превосходят нормативные требования.

Свяжитесь с вашим представителем Weyerhaeuser о вашем следующем проекте

Найти мой rep

Структурный луча гребня

Структурный гребной луч

от John F Mann, PE

СОДЕРЖА Крыша

Опора для высоких концов стропил

Пример расчета — направленная наружу осевая сила

Расчет несущей коньковой балки

Модификации существующей крыши

Введение

Хотя названия, к сожалению, похожи, коньковая балка служит совершенно иному назначению, чем коньковая доска.

Конструкционная коньковая балка требуется, когда требуется независимая опора для высоких концов стропил. Условия, при которых требуется коньковая балка, описаны после обсуждения основной двускатной крыши.

Пожалуйста, присылайте вопросы по электронной почте. См. страницу «Контакты».

Большая коньковая балка PSL (в центре вверху), поддерживающая кровельные балки LVL. Конец коньковой балки опирается на короткую стойку на верхней балке.

Обратите внимание на стальные ремни для защиты от подъема ветром.

Конец коньковой балки, опирающейся на колонну внутри наружной стены.

Каркас, разработанный Structural Support для архитектора.

Местоположение: Cinnaminson, NJ

Две пересекающиеся коньковые балки; Эйвон у моря, Нью-Джерси.

Строящийся дом (март 2010 г.).

Дизайн других.

Базовая двускатная крыша

Базовая двускатная крыша (А-образный каркас) обычно строится над чердачным перекрытием, при этом балки чердачного перекрытия проходят параллельно стропилам. Когда нижние концы стропил соединяются с внешними концами балок чердачного перекрытия, получающаяся в результате треугольная А-образная рама действует как простая ферма, чтобы противостоять нагрузкам на крышу (например, снегу). Высокие концы стропил обычно устанавливаются напротив коньковой доски номинальной толщины 2 дюйма.

Коньковая доска в основном используется в строительстве для облегчения монтажа стропил. Для домов, построенных около 100 лет назад, чаще всего строили двускатную крышу без какой-либо коньковой доски; высокие концы противоположных стропил фактически были соединены встык.

Для любой двускатной крыши, построенной с традиционной конструкцией стропил, направленная наружу сила тяги возникает на нижних концах стропил. Это можно визуализировать, принимая во внимание, что стропила, образующие два ската крыши, пытаются сплющиться, когда на крышу действует направленная вниз нагрузка. Если нет сопротивления внешнему (боковому) движению, нижние концы стропил будут двигаться наружу горизонтально, что приведет к обрушению крыши.

Нижние концы стропил могут двигаться наружу только в том случае, если верхние концы также перемещаются вниз. Следовательно, если высокие концы стропил поддерживаются для предотвращения движения вниз, нижние концы не будут двигаться наружу.

Высокие концы стропил не будут двигаться вниз, если предусмотрена опора (на высоких концах), способная выдерживать силу прилагаемой нагрузки на крышу. Такая опора может быть обеспечена стеной или коньковой балкой.

Как правило, коньковая балка используется вместо сплошной стены (в чердачном помещении), поскольку стена является более дорогостоящей и разделяет чердачное помещение.

Опора для верхних концов стропил

Международные жилищные нормы (IRC) и Международные строительные нормы и правила (IBC) требуют использования коньковой балки для уклона крыши менее 3 на 12. См. IRC 2006; Р802.3.

Однако коньковая балка может потребоваться по нескольким причинам, как описано в этом разделе.

Опора для высоких концов стропил обычно необходима при следующих условиях;

(1) Без балок чердачного перекрытия (потолка), например, для наклонного (соборного) потолка. Это состояние обычно приводит к отсутствию сопротивления распорной силе, направленной наружу от нижних концов стропил. Хотя верхняя плита внешних опорных стен может оказывать некоторое сопротивление внешней силе, такое сопротивление не является надежным без специальной конструкции, что в конечном итоге оказывается затруднительным. Типичная двойная верхняя плита 2×4 просто не способна противостоять горизонтальной силе в виде балки между пересекающимися стенами. Необходимо учитывать стыки в верхней плите.

Стяжки, установленные высоко (над опорными стенами), могут не обеспечивать надлежащего ограничения движения наружу, аналогично состоянию без балок чердачного перекрытия. Тщательная оценка хомутов (также известных как стропильные анкеры) должна выполняться для относительно длиннопролетных крыш и особенно, когда высота хомутов (над нижними концами стропил) превышает одну треть высоты конька.

(2) Балки чердачного перекрытия перпендикулярны стропилам. Это состояние может возникнуть, когда пролет балок чердачного перекрытия является избыточным для балок перекрытия, параллельных стропилам, возможно, из-за отсутствия внутренней опорной (несущей) стены. Хотя в этом случае может быть обеспечено сопротивление внешней осевой силе, сегодня чаще используется конструкционная коньковая балка.

(3) Крыша с малым уклоном, что приводит к относительно высокой внешней распорной силе на нижних концах стропил. Соединения между стропилами и балками чердачного перекрытия, возможно, придется скрепить болтами (вместо гвоздей), чтобы обеспечить достаточную прочность. Использование структурной коньковой балки исключает такие дорогостоящие соединения. Уклон крыши от 4 по вертикали до 12 по горизонтали или меньше может легко привести к избыточному внешнему усилию для стандартных соединений с гвоздями.

Для равномерной нагрузки на двускатную крышу Внешняя сила равна одной четвертой (25%) общей нагрузки (на оба ската всей крыши), умноженной на обратную пропорцию уклона крыши. Этот результат получается путем рассмотрения половины двускатной крыши как свободного тела и принятия моментов относительно конька (который является шарниром, так что момент равен нулю). Неизвестным (требующим решения) является сила горизонтального растяжения в балке чердачного перекрытия, которая совпадает с распорной силой (приложенной стропилами к балке чердачного перекрытия).

Общая вертикальная нагрузка на погонный фут рассчитывается как (давление стационарной нагрузки + давление динамической нагрузки), умноженное на общую ширину (пролет) двускатной крыши (от стены до стены). Давление указано в фунтах на квадратный фут (psf).

Для крыши с большим уклоном (более 8 на 12) давление статической нагрузки может быть увеличено с учетом наклона крыши (разделите вес на фут по горизонтали на косинус угла наклона). Однако такая модификация часто игнорируется при проектировании, поскольку расчетная статическая нагрузка уже является (должна быть) консервативной. Снеговая нагрузка (для горизонтального пролета) не изменяется, так как она определяется как нагрузка на горизонтальную единицу.

Тот же результат можно получить, рассматривая А-образную раму как простую ферму с равномерной нагрузкой, преобразованной в точечные нагрузки в каждом стыке. Тогда чистая реакция на каждую опору составляет 1/4 общей нагрузки (а не половину). При «методе соединений» напряжение в балке чердачного перекрытия представляет собой произведение чистой силы реакции, умноженной на обратное отношение наклона крыши.

Принстон, штат Нью-Джерси; 11.02.2010

Снег на крыше жилого дома.

Глубина снега более одного фута. Вес снега может сильно варьироваться в зависимости от содержания воды. Однако этот относительно мокрый снег мог весить около 15 фунтов на квадратный фут.

Пример расчета — сила тяги наружу

Сила тяги наружу рассчитывается для простой двускатной крыши при следующих условиях;

Общий пролет = 24 фута (от стены до стены)

Уклон 4 на 12 (обе стороны)

Постоянная нагрузка = 10 фунтов на квадратный фут

Снеговая нагрузка = 20 фунтов на квадратный фут

Сила натяжения балки чердачного перекрытия, равная силе распора стропил наружу, рассчитывается следующим образом;

  (1/4) x (10 фунтов на квадратный фут + 20 фунтов на квадратный фут) x (24 фута) x (12/4) = 540 PLF

PLF = фунты на погонный фут (параллельно коньку)

Для стропил, расположенных на расстоянии 16 дюймов , внешняя сила тогда составляет 720 фунтов, рассчитанных как 540 раз PLF (16 дюймов / 12 дюймов / фут).

Результаты для широкого спектра практических условий перечислены в Руководстве по строительству деревянных каркасов (WFCM) издания 2001 г., таблица 3.9.

В зависимости от различных факторов, таких как тип гвоздя (обычный, коробчатый), размер гвоздя (10d, 8d) и свойства древесины (порода, сорт), усилие сдвига одного гвоздя находится в диапазоне от 90 до 110 фунтов. Несмотря на то, что стандартный коэффициент продолжительности нагрузки 1,15 для снеговой нагрузки можно использовать для увеличения грузоподъемности, требуется не менее шести (6) гвоздей, чтобы противостоять расчетным нагрузкам для каждого соединения (стропила с балкой чердачного перекрытия). WFCM (Таблица 3.9A) перечисляет 7 необходимых гвоздей.

Вполне вероятно, что в районах, где снеговая нагрузка на крышу составляет 20 фунтов на квадратный фут или более, высокий процент домов, построенных с 4 на 12 скатах крыши, не был построен с 6 гвоздями, соединяющими стропила с балкой чердачного перекрытия. Крыша, конечно же, остается стоять из-за высоких коэффициентов безопасности по расчетным нагрузкам и свойствам материала. Обшивка крыши также может ограничивать движение стропил наружу, действуя как диафрагма (между торцевыми стенками фронтона). Однако во многих таких домах со временем можно увидеть проскальзывание нижних концов стропил, а также провисание коньковой доски, особенно если были установлены только 2 или 3 гвоздя.

При большем общем пролете крыши, большей снеговой нагрузке или меньшем уклоне направленная наружу сила тяги может легко начать требовать чрезмерного количества гвоздей, которые могут расколоть древесину.

Расчет коньковой балки

Коньковая балка требуется для описанных выше условий. Однако, если соединения между нижними концами стропил и балками чердачного перекрытия не обладают достаточной способностью противостоять внешней осевой нагрузке, то следует также предусмотреть коньковую балку.

Для направленных вниз (гравитационных) нагрузок конструкция коньковой балки аналогична конструкции любой другой балки (см. «Базовая конструкция балки»). Тем не менее, для низких и умеренных уклонов крыши коньковая балка также должна быть спроектирована таким образом, чтобы выдерживать восходящую силу от подъемного давления ветра на поверхности крыши.

Стропила с каждой стороны коньковой балки считаются просто опертыми балками. Горизонтальный пролет стропил (не наклонный пролет) обычно используется для расчета расчетных нагрузок (сухая + снеговая) на коньковую балку, хотя на самом деле статическая нагрузка немного больше (для наклонного пролета). Для крыши с большим уклоном (более 8 на 12) статическая нагрузка должна рассчитываться с учетом длины наклона.

Коньковая балка должна иметь соответствующие опоры, обычно обеспечиваемые сборными деревянными колоннами. Колонны должны иметь размер, чтобы предотвратить чрезмерную гибкость.

Каждая колонна должна иметь достаточную поддержку от каркаса мансардного этажа и несущих стен ниже тех, которые поддерживают каркас мансардного этажа.

В настоящее время в большинстве жилищных конструкций балки типа LVL (ламинированные пиломатериалы из шпона) используются в качестве структурного конькового бруса. Однако может быть спроектирована и сборная (собранная) балка из пиломатериалов.

В приведенном выше примере равномерная гравитационная нагрузка, которой должна противостоять коньковая балка, равна статической нагрузке 160 PLF плюс снеговой нагрузке 320 PLF. При расстоянии между опорами 10 футов расчетная нагрузка, приложенная к каждой опоре, составляет не менее 4800 фунтов, в зависимости от условий пролета (простой, непрерывный). Эта относительно большая нагрузка, вероятно, может потребовать усиления каркаса мансардного этажа и даже каркаса пола ниже, вплоть до фундамента.

Часто упускаемым из виду требованием к правильной конструкции коньковой балки является сопротивление ветровой нагрузке от стропил. Должны быть обеспечены соответствующие швартовочные соединения между коньковой балкой и опорами. Обычно используются стальные хомуты. Деревянные боковые части, отходящие от колонн, также могут быть эффективно использованы. Основания колонн также должны быть закреплены, чтобы противостоять ветровой нагрузке от коньковой балки.