Upevnění krokví k podlahovým nosníkům: základní metody

Nosník lze k základně připevnit pomocí pevného upevnění (obr. 4.12, ). Nosník, jehož jeden konec je pevně připojen k základně a druhý je volný, se nazývá konzola. Mnoho stavebních konstrukcí funguje jako konzoly: balkónové desky, přístřešky, římsové desky atd.

Z geometrického hlediska se taková podpěra vyznačuje tím, že zabraňuje vertikálním, horizontálním a úhlovým pohybům podpěrné sekce. Z hlediska statiky je taková podpora charakteristická tím, že poskytuje tři reaktivní faktory (У_м, К_A2, JSEM_А), a velikosti reakcí У_м и У_A2záleží na hloubce výsadby /_op. Uveďme výpočtové schéma konzoly ve formě tří nosných tyčí – Obr. 4.12, b. V každé nosné tyči probíhá jedna reakce: I_А, У_м, К_A2. Je však nepohodlné zabývat se reakcemi ve výpočtech. У_м и У_A2, v závislosti na délce těsnění, proto se schéma výpočtu často uvádí podle Obr. 4.12, v, kde je dvojice sil У_м и У_k1 nahrazen momentem L/_А, nazývá se to podpůrný moment. Tento typ podpory se obvykle nazývá tuhé upnutí nebo tuhé upevnění. Vypočtené rozpětí /„ konzoly se bere jako vzdálenost od okraje uložení k volnému konci nosníku.

Přiskřípnutí stavebních konstrukcí na podpěrách je do značné míry dáno hloubkou ukotvení /_op, materiál, do kterého je nosník zapuštěn, a speciální opatření pro zajištění upevnění (instalace kotev, svařování, monolitické odlévání atd.). Samozřejmě, že špetka má určitou flexibilitu, výše této flexibility závisí na řadě faktorů, které je těžké vzít v úvahu. U většiny trámových konstrukcí podepřených na cihlové zdi v hloubce 120-250 mm je velmi obtížné zajistit úplné upnutí u podpěr. Proto při podepření nosníku bez speciálních zařízení a s malou kotevní hloubkou se upnutí ve výpočtech zanedbává (obr. 4.13, Obr. ). Návrhové schéma takového nosníku je převzato z Obr. 4.13, b.

Zde byly uvažovány pouze podpěry jednoduchých nosníků ze stejných poloh, lze uvažovat kloubové a spojité nosníky, přičemž zvláštní pozornost je třeba věnovat návrhu kloubů nebo spojitých nosníků, se kterými se setkáváme ve stavební praxi.

Ještě jednou upozorněme na to, že výpočtová schémata musí s přiměřenou přesností odrážet skutečné provozní podmínky konstrukcí a staveb.

4.2. Sloupce: návrhová a výpočtová schémata

Principy konstrukce návrhového schématu nosníku lze přenést i na sloupy. Aniž bychom opakovali pravidla uvedená pro konstrukci návrhových schémat pro jednoduché nosníky a konzoly, zkonstruujeme je pro některá návrhová schémata ocelových, železobetonových, dřevěných a zděných sloupů (sloupků, pilířů).

Ocelové sloupy. Nejjednodušší ocelové sloupy, o kterých bude v této učebnici řeč, se připevňují k základům pomocí nosných desek (poměrně silných ocelových plechů) a kotevních šroubů. Neposkytují pevné upnutí ve spodní části a jsou pružné, proto je tento typ upevnění považován za kloubový (obr. 4.14).

Pokud je potřeba zajistit tuhé upnutí uchycení sloupu k základu, použije se složitější provedení příčníku (obr. 4.15). Z obrázku je patrné, že otáčení spodní části sloupu nebo nosné desky je prakticky vyloučeno.

Nosníky lze ke sloupům připevnit kloubově nebo napevno. Příklad kloubového spojení nosníku se sloupem je na Obr. 4.16, u tohoto typu upevnění je možná rotace koncové části. Příklad tuhého spojení je na Obr. 4.17, kde nosník přenáší zatížení na opěrný stůl sloupu přes opěrné žebro a tuhé spojení nosníku se sloupem je zajištěno šrouby, které brání otáčení sekcí, tzn. aby uzel byl tuhý. Je třeba si uvědomit, že tuhost připojení nosníku ke sloupu nezávisí na tom, zda je podepřen shora nebo ze strany, ale na způsobu připojení, který poskytuje nebo neposkytuje možnost otáčení. Nosná podpěra nahoře může být pevná a boční spojení může být provedeno kloubově (pokud odstraníte některé šrouby a ponecháte je pouze ve spodní části spojení).

Železobetonové sloupy. Nejběžnější případy připojení železobetonových sloupů k základu jsou uvedeny v rýže4.18, . Sloupy jsou pevně upevněny v základovém skle pomocí monolitického betonu, což dává důvod považovat spodní část sloupu za pevně upevněnou v úrovni základového řezu. To platí, pokud jsou rozměry základu významné a neumožňují otáčení sloupu společně se základem. Pokud jsou rozměry základu malé a sloup je dostatečně pevný, je možné jej otáčet společně se základem, což je konzistentnější s kloubovou podpěrou (obr. 4.18, b).

Při konstrukci lehkých mansardových střech je obvykle vyžadováno upevnění krokví k podlahovým nosníkům. Výběr optimální možnosti instalace a dodržování technologie zajistí spolehlivost upevňovacích jednotek.

Vlastnosti příhradového systému

Při návrhu střešní konstrukce je nutné vybrat nejvhodnější variantu pro krokvový systém. Mohou to být závěsné nebo vrstvené krokve. Závěsné vazníky se obvykle používají ke konstrukci lehkých střech velkých ploch. Stěny konstrukce slouží jako podpora pro závěsné krokve. Systémy s vrstvenými krokvemi jsou složitější a pevnější konstrukce, ve kterých mají nohy krokví další opěrné body.

Při stavbě střechy se systém krokví obvykle opírá o mauerlat – dřevěné konstrukce namontované na podélných stěnách nebo po obvodu budovy. Tento typ upevnění se používá při stavbě střech na cihlových nebo blokových domech. Pokud je podél horní části stěn vyroben monolitický betonový nosník nebo jsou stěny vyrobeny ze dřeva nebo kulatiny, střecha nesmí spočívat na stěnové desce, ale na vodorovných trámech, které překrývají rám budovy v příčném směru.

Střešní rám podepřený trámy je nejjednodušší možností pro konstrukci lehké mansardové střechy. Při navrhování je důležité správně vypočítat tloušťku trámů a krokví s ohledem na zatížení střešního systému. Při montáži je nutné správně podepřít krokve na podlahových trámech.

Střechu s krokvemi podepřenými na podlahových trámech bez nástěnné desky lze instalovat za předpokladu, že stěny budovy jsou schopny odolat vysokému bodovému zatížení.

Kdy se používá krokvový systém podepřený podlahovými nosníky?

Pokud jsou závěsné krokve podepřeny podlahovými trámy položenými přímo na stěně, pak takový systém vytváří vážné bodové zatížení stavebních konstrukcí. Obvykle se tento přístup praktikuje při stavbě dřevěných domů, protože vodorovně umístěné klády nebo trámy, ze kterých jsou stěny vyrobeny, přispívají k rovnoměrnému rozložení zatížení.

Pro cihlové zdi je nerovnoměrný tlak destruktivní – v místech, kde se nacházejí podlahové trámy, se hrana zdi začne drolit. Pro rozptýlení tlaku by měla být na hřeben stěny umístěna stěnová deska ze silného dřeva (doporučený průřez 150×150 mm). Pokud je vybrána možnost zastřešení, která umožňuje upevnění krokví k podlahovým nosníkům, pak se nosníky položí na horní desku stěny a bezpečně se k ní připevní.. V tomto případě se stěny nezhroutí pod tíhou střechy, protože Mauerlat působí jako nosný prvek stěn. Aby byly cihlové nebo blokové stěny maximálně chráněny před zničením při vysokém zatížení, je v jejich horní části nejprve instalován železobetonový pás.

Zásady výpočtu nosníků a krokví

Ve fázi přípravy na stavbu se vypočítávají krokve a podlahové nosníky. Při návrhu střešního rámu je nutné vzít v úvahu klimatické vlastnosti regionu, především charakteristické zatížení sněhem a větrem. Na základě tabulkových údajů a požadavků SNiP ohledně přípustných hodnot průhybu se provádí výpočet řezů prvků krokvového systému – střešní nosníky, krokve, části vazníků. To zahrnuje provádění strukturálních výpočtů pro určení vzdálenosti nosníků. Vzdálenost mezi nosníky určuje instalační rozteč krokví.

Vodorovné nosníky se pokládají na stěny nebo stěnovou desku kolmo na délku budovy. Při návrhu je třeba počítat s tím, že trámy na obou stranách musí přesahovat rovinu stěny minimálně o 40 cm. Pro zajištění potřebné přesnosti jsou nejprve instalovány vnější nosníky a poté jsou jejich konce spojeny ve dvojicích s napnutými šňůrami, vůči nimž jsou položeny zbývající nosníky. Blíže ke koncům jsou v nosnících vytvořeny speciální drážky pro bezpečné upevnění krokví.

Zásady upevnění krokví k trámům

Existují různé způsoby připevnění krokví k podlahovým nosníkům. Je důležité zabránit sklouznutí krokve z podpěry. K tomuto účelu se používají spoje s drážkami a čepy vyříznutými do obou prvků nebo se používají kovové spojovací prvky.

Šroubový spoj zahrnuje použití sady sestávající ze šroubu, matice a podložky. Na vyčnívajícím konci podlahového nosníku je na zadní straně vytvořen trojúhelníkový řez tak, aby jeho přepona byla umístěna pod úhlem odpovídajícím úhlu sklonu krokve. Spodní část nohy krokve je řezána pod stejným úhlem. Po instalaci krokve řezem na nosník by měla být upevněna hřebíky a poté by měl být vyvrtán průchozí otvor pro šroub kolmo k rovině nohy krokve tak, aby mohl zespodu projít výřezem vytvořeným v nosníku. Na šroub je umístěna podložka a sestava je zajištěna maticí.

Spoje s průchozími otvory oslabují dřevěné prvky, proto se častěji používají spoje se zubem, dorazem a čepem.

Při zvažování možností, jak připevnit krokve k nosníkům, je třeba poznamenat, že konfigurace upevnění závisí na úhlu sklonu střechy. Pro střechy se strmými svahy, které vykazují snížené zatížení sněhem, stačí použít spojovací prvky s jedním zubem. Dvojitý zub se používá při instalaci střech s úhlem sklonu menším než 35 stupňů. Tento typ upevnění umožňuje nejen zvýšit nosnou plochu, ale také dosáhnout vysoké pevnosti jednotky.

Vrubování metodou jednoho zubu se nejčastěji provádí s přídavným čepovým výřezem, který zabraňuje bočním posunům krokve při zatížení. V tomto případě by měla být pro čep zajištěna odpovídající objímka v nosníku. Aby nedošlo k oslabení nosníku, hloubka hrdla by měla být 1/3-1/4 tloušťky nosníku.. Řez se provádí minimálně 25 cm od okraje podlahového trámu, aby nedošlo k odštípnutí.

Dvojitý zub je obvykle doplněn dvěma čepy, dorazem s čepem nebo bez něj nebo aretačním spojením. Nejčastěji je hloubka řezu stejná pro oba zuby, ale v případě potřeby se používají i řezy různé hloubky. Například první zub doplněný čepem se rozřeže na třetinu tloušťky nosného nosníku a druhý na polovinu.

Samotné drážky nemohou podpírat nohy krokví pod zatížením. Kromě zářezu je spojovací jednotka vyztužena kovovými spojovacími prvky. U pevných spojů se hřebíky zatloukají šikmo. Lze použít kovové překryvy a svorkové spoje. Spojení krokve s nosníkem (bez ohledu na technologii použitou k jeho provedení) by mělo být dodatečně zajištěno kovaným drátem, který je zajištěn ke kotvě namontované ve stěně.

Připojení krokví k nosníku bude spolehlivé, pokud:

• jsou použity kvalitní spojovací prvky (kovové prvky z odolného materiálu s antikorozní úpravou);
• řezy pilou a zářezy jsou provedeny pečlivě (použití vložek a těsnění snižuje pevnost jednotky; časem mohou vylétnout nebo se zdeformovat);
• řezy a zářezy se provádějí pomocí šablon;
• používají se speciální upevňovací prvky pro krokve.

Montáž krokví na srub

Instalace krokví na srubový dům má své vlastní zvláštnosti, protože konstrukce vyrobené ze dřeva mění své geometrické rozměry během smršťování a také při změně vlhkosti vzduchu.

U poslední koruny srubu je třeba zkontrolovat vodorovnost, aby krokve správně ležely a rovnoměrně přenášely zatížení na konstrukci. Poté jsou označena místa pro instalaci krokví. Pokud jsou štíty budovy vyrobeny ze dřeva nebo kulatiny a hřebenový nosník na nich spočívá, pak se technologie instalace krokví liší od standardního pevného upevnění pomocí zářezů s čepem a kovovými rohy.

Během procesu smršťování srubu mění štíty z kulatiny nebo trámů své rozměry a zmenšují se o 10-15 centimetrů na výšku. Tuhé upevnění krokví ke stěnám a hřebenovému nosníku tedy povede k deformaci nohou krokví a v důsledku toho se během smršťování vytvoří trhliny v celé střeše nebo ve štítech. Aby se předešlo takovým následkům, při instalaci krokví se používají speciální posuvné upevňovací prvky..

Při určování způsobu instalace krokví na srub je třeba vzít v úvahu, že v tomto případě jsou spoje nohou krokví v hřebenové části pohyblivé – musí být možné změnit úhel při smršťování štítů. K tomu jsou nohy krokví upevněny s přesahem pomocí šroubového spojení nebo pomocí speciálních kovových montážních desek (v tomto případě od konce ke konci s povinnou mezerou).

Spodní část nohy krokve lze připevnit k drážce vytvořené v horní koruně stěny. V tomto případě je krokev instalována s přesahem, jehož velikost je určena při návrhu. V případě potřeby se krokvová noha instaluje spodní hranou na kládu bez drážky. Další možnost se používá, když místo, kde je připevněna krokvová noha, je vodorovný nosník stropu.

Ve všech případech je jako upevnění použit speciální upevňovací prvek z odolného kovu – „sáně“. Upevnění může být otevřeného nebo zapuštěného typu. Umožňuje pohyb krokví bez deformace střechy. Před připevněním krokví k srubu byste měli vybrat správné spojovací prvky. Modely se liší délkou zdvihu pohyblivého prvku (od 60 do 160 mm) a počtem otvorů pro upevnění.

Pokud bude střecha vystavena velkému zatížení sněhem, je „skluznice“ namontována na obou stranách nohy krokve. Při instalaci posuvného spoje na kulatinu je nutné připravit rovnou plochu pro místo, kde bude deska připevněna.