Крепление конькового бруса к фронтону из газобетона

Обновлено: 20.05.2024

Обязательное условие установки наслонных стропил — обеспечение их верхней части опорой. В односкатных крышах этот вопрос решается просто: стены строятся разной высоты, на них укладываются мауэрлатные балки, на которые в свою очередь настилаются стропила. В двухскатной крыше можно поступить, также: выстроить внутреннюю стену на требуемую высоту и уложить на нее мауэрлат. Затем на низкие внешние и высокую внутреннюю стены разложить стропила. Однако это решение ограничивает варианты планировок чердачного помещения, которое все чаще используют как мансарду. Да и для обычных чердачных крыш, этот вариант не выгоден, т.к. требует значительных финансовых затрат на возведение высокой внутренней капитальной стены. Поэтому на чердаке внутреннюю стену заменяют горизонтальной балкой установленной на подпорках или опертой на противостоящие друг другу фронтоны стен. Горизонтальную балку, уложенную на крыше, называют прогоном.

Само название: прогон, говорит о том, что эта балка «прокинута» от стены до стены, хотя на самом деле, например, в вальмовых крышах он может быть короче. Самое простое конструкторское решение по установке конькового прогона, это уложить мощную балку на фронтоны стен без каких-либо дополнительных подпорок (рис 24.1).

рис. 24.1. Пример установки конькового прогона, без дополнительных опор, на стены мансарды

При этом для расчета сечений прогонов нагрузка, действующая на них должна собираться с половины горизонтальной проекции площади крыши.

В зданиях с большими размерами прогоны получаются длинными и тяжелыми, скорее всего, их придется монтировать подъемным краном. Для изготовления прогона найти ровный брус из цельного дерева длиной более 6 м довольно проблематично, поэтому для этих целей лучше использовать клееную балку или бревно. В любом случае, концы прогонов, замуровываемые в стены фронтонов, нужно обработать антисептиками и завернуть в рулонный гидроизоляционный материал. Торцы цельнодеревянных балок скашивают под углом примерно 60° и оставляют открытыми, в нише они не должны упираться в материал стены (рис. 25). Скашивание конца балки увеличивает площадь торца и благоприятствует лучшему влагообмену всей балки. Если прогон проходит сквозь стену, то в месте опирания на стену, его тоже обматывают гидроизоляционным материалом. Балки пропускают сквозь стены из архитектурных соображений затем, чтобы обеспечить свес кровли над фронтонами, хотя его можно достичь и выносом за стену обрешетки. Прогоны, пропущенные через стену образуют разгружающие консоли. Нагрузка давящая на консоли старается выгнуть прогон вверх, а нагрузка действующая на пролете — вниз. Таким образом, общий прогиб прогона в середине пролета становится меньше (рис. 24.2).

рис. 24.2. Прогон с консолями

Если использовать в качестве прогона бревно, то его не обязательно отесывать на два канта, достаточно подтесать в месте опирания стропил и в месте опирания прогона на стены. Длинные прогоны нецелесообразно делать цельнодеревянными, проходящие по расчету на прочность и прогиб они, тем не менее, могут прогнуться под собственным весом. Их лучше заменять строительными фермами.

Сечение прогона подбирается по расчету по первому и второму предельному состоянию — на разрушение и на прогиб. Балка, работающая на изгиб должна отвечать следующим условиям.

1. Внутреннее напряжение, возникающее в ней при изгибе от приложения внешней нагрузки, не должно превышать расчетного сопротивления древесины на изгиб:

где σ — внутреннее напряжение, кг/см²; М — максимальный изгибающий момент, кг×м (кг×100см); W — момент сопротивления сечения стропильной ноги изгибу W = bh²/6, см³; R_изг — расчетное сопротивление древесины изгибу, кг/см² (принимается по таблице СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции» или по таблице на страничке сайта);

2. Величина прогиба балки не должна превышать нормируемого прогиба:

где Е — модуль упругости древесины, для ели и сосны он составляет 100 000 кг/см²; I — момент инерции (мера инертности тела при изгибе), для прямоугольного сечения равный bh³/12 (b и h — ширина и высота сечения балки), см⁴; f_нор — нормируемый прогиб деревянных стропил и прогонов составляет L/200 (1/200 длины проверяемого пролета балки L), см, брусков обрешетки и консольных балок — L/150, несущих элементов ендов — L/400.

Сначала просчитываются изгибающие моменты М (кг×см). Если на расчетной схеме изображено несколько моментов, то просчитываются все и выбирается наибольший. Далее путем несложных математических преобразований формулы (1), которые мы опускаем, получаем, что размеры сечения балки можно найти, задавшись одним из его параметров. Например, произвольно задавая толщину бруса, из которого будет изготовлена балка, находим ее высоту по формуле (3):

где b (см) — ширина сечения балки; W (см³) — момент сопротивления балки изгибу, вычисляется по формуле: W = M/R_изг (где М (кг×см) — максимальный изгибающий момент, а R_изг — сопротивление древесины изгибу, для ели и сосны R_изг = 130 кг/см²).

Можно и наоборот, произвольно задать высоту бруса и найти его ширину:

После этого балку с вычисленными параметрами ширины и высоты по формуле (2) проверяют на прогиб. Здесь необходимо заострить ваше внимание: по несущей способности стропило рассчитывается по наибольшему напряжению, то есть по максимальному моменту изгиба, а на прогиб проверяется сечение, которое находится на наиболее длинном пролете, то есть на участке, где самое большое расстояние между опорами. Прогиб для всех: одно-, двух- и трехпролетных балок проще всего проверить по формуле (2) то есть, как для однопролетных балок. Для двух- и трехпролетных неразрезных балок такая проверка на прогиб покажет немного неверный результат (чуть больший, чем будет на самом деле), но это только увеличит запас прочности балки. Для более точного расчета нужно использовать формулы прогиба для соответствующей расчетной схемы. Например, такая формула указана на рисунке 25. Но еще раз повторим, что лучше внести в расчет некоторый запас прочности и считать прогиб по простой формуле (2) на расстоянии L равном самому большому пролету между опорами, чем найти формулу соответствующую расчетной схеме загружения. И еще на что нужно обратить внимание, по старому СНиПу 2.01.07-85 оба расчета (на несущую способность и на прогиб) велись на одну и ту же нагрузку. В новом же СНиПе 2.01.07-85 говорится, что снеговую нагрузку для расчета на прогиб нужно принимать с коэффициентом 0,7.

рис. 25. Пример расположения прогонов на Т- образной крыше

Если после проверки балки на прогиб он на самом длинном участке будет не более L/200, то сечение оставляют таким, каким оно получилось. При прогибе больше нормативного, увеличиваем высоту балки или подводим под нее дополнительные опоры, но сечение нужно вновь пересчитать по соответствующей расчетной схеме (с учетом введенных опор).

В конечном итоге появятся всего две цифры: требуемая для данной нагрузки ширина и высота прогонов, которые округляют в большую сторону до целого числа.

Момент инерции и сопротивления круглого сечения определяется по формулам: I = 0,04909d⁴; W = 0,09817d³, где d — диаметр бревна в вершине, см.

Моменты сопротивления и инерции бревна отесанного:
на один кант, равны I = 0,04758d⁴, W = 0,09593d³, на два канта — I = 0,04611d⁴; W = 0,09781d³, при ширине отеса d/3;
на один кант, равны I = 0,04415d⁴, W = 0,09077d³, на два канта — I = 0,03949d⁴; W = 0,09120d³, при ширине отеса d/2.

Высота прогонов и стропил, в зависимости от нагрузок и архитектурного решения крыши, может быть самой разнообразной. К тому же, силы, давящие на стены, особенно это касается прогонов, достигают больших величин, поэтому крышу, как, впрочем, и все остальное, нужно проектировать заранее, еще до строительства дома. Например, в схему дома, можно ввести внутреннюю несущую стену и разгрузить прогоны либо сделать на фронтонах стен капители, поставить под прогоны укосы и тем самым уменьшить их прогиб. Иначе будет довольно трудно стыковать разновеликие по высоте прогоны между собой и согласовывать высотные отметки с фронтонами стен.

При использовании длинных и тяжелых прогонов можно применить так называемый «строительный подъем». Это изготовление балки в виде коромысла. Высоту «коромысла» делают равной нормативному прогибу прогона. Нагруженная балка прогнется и станет ровной. Метод пришел к нам от предков. Они в рубленых домах при укладке матиц и переводов (балок) подтесывали бревна снизу, по всей длине, делая подтес глубже в средней части, и при необходимости, подтесывая края балок сверху. Коромыслообразные балки со временем прогибались под собственным весом и становились прямыми. Это технологический прием используется довольно часто, так, например, изготавливаются предварительно напряженные железобетонные конструкции. В повседневной жизни вы этого просто не замечаете, поскольку конструкции выгибаются, и без того небольшой строительный подъем становится совсем не заметным для глаз. Для уменьшения прогиба балки так же можно вводить под нее дополнительные подкосы. При невозможности установить подкосы или сделать «строительный подъем» можно увеличивать жесткость балки изменением ее сечения: на тавровое, двутавровое или решетчатое — ферму с параллельными поясами либо изменить сечение подкладыванием под опоры консольных балок, то есть делать ее низ в виде несовершенной арки.

Опирание прогонов на стену обеспечивается поперечным боковым упором и должно быть рассчитано на смятие древесины. В большинстве случаев достаточно обеспечить нужную глубину опирания и подложить под брусок деревянную подкладку на двух слоях рубероида (гидроизола и т. п.). Однако проверочный расчет древесины на смятие провести все-таки нужно. Если опирание не обеспечивает требуемую площадь, при которой смятие не произойдет, площадь деревянной подкладки нужно увеличить, а ее высота должна распределить нагрузку под углом 45°. Напряжение смятия рассчитывается по формуле:

где N—сила давления на опору, кг; F_см—площадь смятия, см²; R_см90 — расчетное сопротивление смятию древесины поперек волокон (для сосны и ели R_см90 = 30 кг/см²).

Нужно обратить особое внимание на стену под опиранием конькового прогона. Если ниже расположено окно, то от верха перемычки до низа прогона должно быть не менее 6 рядов армированной кладки, в противном случае над окном нужно укладывать усиленные железобетонные перемычки по внутренней стороне фронтона. Если планировка дома позволяет, коньковые прогоны не следует делать длинными и тяжелыми, их лучше разделить на два однопролетных прогона либо оставить один и добавить под него опору. Например, планировка дома, изображенного на рисунке 25, подразумевает устройство перегородки в помещении под вторым прогоном. Значит, в перегородке можно установить шпренгельную ферму и разгрузить коньковый прогон, а ферму затем скрыть обшивкой, предположим, гипсокартоном.

рис. 26. Бесстропильная крыша

Другой путь разгрузки коньковых прогонов лежит в том, что можно просто увеличить количество укладываемых прогонов, например, установить по скатам крыши по одному или по два разгружающих прогона. При значительном увеличении числа балок встает вопрос, а зачем нам здесь вообще стропила, обрешетку можно сделать прямо по прогонам. Это действительно так. Такие крыши называются бесстропильными (рис. 26). Однако в мансардных утепленных крышах остро встает вопрос просушки утеплителя, поэтому подобие стропил все же делать придется. Для обеспечения воздушного продуха нужно будет вдоль скатов (в том же направлении, как укладываются стропила) на прогоны набить деревянные бруски, например, 50×50 или 40×50 мм, обеспечивая тем самым продух высотой 50 или 40 мм.

На нашем проекте в качестве стропильной системы мы выбрали систему наслонного типа, при которой стропила в нижней своей точке опираются на мауэрлат, а в верхней на коньковый прогон.

Такой тип стропильной системы характеризуется исключительной долговечностью и надежностью.

Мауэрлат представляет собой устойчивую конструкцию, традиционно выполняемую из деревянного бруса, которая укладывается на боковые стены дома и служит основой для крепления нижней части стропил. Главная задача мауэрлата состоит в том, чтобы максимально равномерно распределить нагрузки свесов крыши и прочно привязать крышу к конструкции самого дома. Вторая задача мауэрлата – снижение парусности кровли, т.е. ее способности быть сорванной сильным ветром.

По истечение пяти дней после заливки армопояса, когда бетон набрал достаточную прочность, мы приступили к работам. Перед укладкой бетона в тело армопояса мы ввели анкера из резьбовой шпильки с шагом 1 метр с таким расчетом, чтобы высота анкера была не менее, чем на 3 сантиметра выше мауэрлата. Сделано это для того, чтобы надежно притянуть мауэрлат к стене гайками.

Обязательным условием при монтаже мауэрлата на монолитный армопояс является устройство гидроизоляционной прокладки для отсечения влаги. Помимо этого, важно обеспечить параллельность мауэрлата коньку и его строгую горизонтальность.

В качестве материала для мауэрлата мы выбрали деревянный брус сечением 150*150 мм. Непосредственно перед монтажом мы обработали дерево огнебиозащитой.

После чего просверлили необходимые отверстия и прикрепили мауэрлат к стене.

Необходимо использовать шпильку достаточной толщины, в нашем случае – 12 мм, для того, чтобы резьбовые соединения обеспечивали надежную фиксацию. Кроме того, важно использовать шайбы большого диаметра, которые также обеспечивают более качественное крепление и не повреждают дерево.

Обязательное условие установки наслонных стропил — обеспечение их верхней части опорой. Самым простым и эффективным решением, позволяющим освободить подкровельное пространство, является установка горизонтальной балки, опертой на противостоящие друг другу фронтоны стен. Такая балка называется коньковым брусом или коньковым прогоном.

Для изготовления конькового прогона мы также использовали брус сечением 150*150 мм.

В месте прохождения бруса через фронтон мы сделали соответствующий паз в газобетоне и уложили прогон, предварительно обернув его гидроизоляционным материалом. Чтобы при монтаже не повредить верх фронтона мы скрепили верхние блоки щипца при помощи арматурных шпилек.

И коньковый прогон и мауэрлаты в нашем доме проходят через фронтонные стены и организуют выносы кровли.

Учитывая, что длина мауэрлата и конька более 6-ти метров, мы использовали сращенный брус.

Определенная сложность заключается в том, что если мауэрлат по всей своей длине опирается на боковую стену, то у конькового прогона по всей длине между фронтонами отсутствуют точки опоры. И, безусловно, сращенный брус сечением 150*150 мм не обеспечит конструкционную жесткость. Поэтому на внутренних несущих стенах второго этажа, где также был залит монолитный пояс, мы смонтировали «лежни» - горизонтальные брусья, идущие параллельно коньку.

На указанные лежни мы установим стойки под каждую стропильную ногу, что обеспечит всей конструкции стропильной системы необходимую устойчивость и жесткость.

На сегодняшний день все стропила уже смонтированы, но более подробно мы расскажем об этом в следующих постах.

Для начала разберёмся, что такое фронтон? По сути, это фасадная часть сооружения, расположенная между скатами кровли. Материал, из которого изготавливается данный элемент, может быть различным – все зависит от типа здания и материала стен сооружения. Это может быть фронтон из газобетона , кирпича или дерева.

Конкретная форма данного элемента здания зависит от конфигурации кровельных скатов и может быть треугольной, трапециевидной или овальной. Основная функция фронтона заключается в принятии дополнительной нагрузки от стропильной конструкции. Кроме того, он защищает чердачное помещение здания от неблагоприятных погодных условий.

Нас интересует фронтон, изготовленный из газобетонных блоков. Перед тем как делать фронтон дома из газобетона, необходимо провести некоторые расчёты. Если фронтон имеет треугольную форму, то они достаточно просты. Сначала мы определяем высоту крыши в коньке, далее рассчитываем площадь фронтона – это элементарная геометрия.

Рассчитать высоту крыши в коньке – это самая важная задача на данном этапе. При определении высоты конька, особенно для одноэтажных зданий, важно, чтобы пропорции высоты фронтона и высоты стены соотносились как 1:1. Так вы сможете обустроить чердачное помещение под дополнительную жилую площадь.

Кладка фронтона из газобетона – это довольно сложный процесс, но даже непрофессионал сможет выполнить эту работу, если учтёт некоторые нюансы .

Фронтон из газобетона своими руками

Крыша с фронтоном из газоблока будет надёжной и устойчивой только в том случае, если вы будете соблюдать технологию производства работ при возведении фронтона. Если вы смогли самостоятельно залить фундамент, выложить первый ряд из газоблоков и сделать ровные стены, то с устройством фронтона у вас не возникнет проблем.

Фронтон из газобетона своими руками укладывается в следующей последовательности:

После расчёта высоты и площади фронтона, мы начинаем разметку торцевых стен. Для здания треугольной формы все просто – находим середину нижнего катета. В установленном месте закрепляем рейку – так мы отмечаем центр будущего фронтона.

Протягиваем от верхней части рейки до краев фасада шнурки, по ним мы будем находить 2 оставшиеся линии треугольника и класть крайние ряды. Теперь можно начинать укладку блоков.

Если в чердачном помещении планируется сделать окно, то необходимо учесть место под установку оконных блоков . Положите несколько рядов газоблоков до высоты оконного проёма, затем сделайте разметку и поместите оконную раму на газобетонные блоки. Далее вы продолжаете укладывать блоки вплотную к вашей раме.

После того как все блоки уложены, остаётся последний этап – подрезка блоков. Необходимо получить ровные стороны скатов фронтона. Срезайте ровную линию, ориентируясь на шнурки, а затем отшлифуйте неровности теркой по газобетону.

При строительстве зданий из газобетонных блоков важно сделать армирование , это касается и фронтонов. Арматуру укладываем в пазы, проделанные штроборезом, с шагом по высоте через каждые 3-4 блока. Если у вас предусмотрены окна, не забудьте усилить и оконные проёмы.

Теперь вы знаете, как класть фронтоны, и ваша кровля будет уложена на прочное и надёжное основание с каждой стороны фасада.

Фронтон из газоблока: преимущества

Приняв решение сделать фронтон из газоблока, вы получаете как минимум следующие преимущества:

Удобство и простоту работы с блоками, укладки и обработки.
Экономию на строительных материалах.
Небольшой вес полученного фронтона в сравнении с другими материалами и высокую прочность.
Меньшую нагрузку на фундамент здания.

Как видите, фронтон из газоблока – это выгодное и удобное решение для строительства .

Если ваша фирма предоставляет услуги по строительству зданий из газоблоков, рекомендуем обратиться в нашу компанию. Мы продаём высококачественное оборудование для изготовления неавтоклавного газобетона , всю необходимую информацию по данной теме вы можете найти на нашем сайте. Возможна поставка по всей России и в страны СНГ: Узбекистан, Казахстан и др.
Мы гарантируем качество и выгодные цены!

В двухскатной крыше можно поступить, также: выстроить внутреннюю стену на требуемую высоту и уложить на нее мауэрлат. Затем на низкие внешние и высокую внутреннюю стены разложить стропила. Однако это решение ограничивает варианты планировок чердачного помещения, которое все чаще используют как мансарду. Да и для обычных чердачных крыш, этот вариант не выгоден, т.к. требует значительных финансовых затрат на возведение высокой внутренней капитальной стены. Поэтому на чердаке внутреннюю стену заменяют горизонтальной балкой установленной на подпорках или опертой на противостоящие друг другу фронтоны стен. Горизонтальную балку, уложенную на крыше, называют прогоном.

рис. 24.1. Пример установки конькового прогона, без дополнительных опор, на стены мансарды.

Рис. 24. 2. Прогон с консолями.

где σ — внутреннее напряжение, кг/см²; М — максимальный изгибающий момент, кг×м (кг×100см); W — момент сопротивления сечения стропильной ноги изгибу W = bh²/6, см³; Rизг — расчетное сопротивление древесины изгибу, кг/см² (принимается по таблице СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции» или по таблице);

2. Величина прогиба балки не должна превышать нормируемого прогиба:

f = 5qL³L/384EJ ≤ fнор, (2)

где Е — модуль упругости древесины, для ели и сосны он составляет 100 000 кг/см²; J — момент инерции (мера инертности тела при изгибе), для прямоугольного сечения равный bh³/12 (b и h — ширина и высота сечения балки), см4; fнор — нормируемый прогиб балки, для всех элементов крыши (стропил, прогонов и брусков обрешетки) он составляет L/200 (1/200 длины проверяемого пролета балки L), см.

где b (см) — ширина сечения балки; W (см³) — момент сопротивления балки изгибу, вычисляется по формуле: W = M/Rизг (где М (кг×см) — максимальный изгибающий момент, а Rизг — сопротивление древесины изгибу, для ели и сосны Rизг = 130 кг/см²).

Можно и наоборот, произвольно задать высоту бруса и найти его ширину:

рис. 25.1. Пример расположения прогонов на Т- образной крыше

рис. 25.2. Пример расположения прогонов на Т- образной крыше

рис. 26. Нагрузки действующие на прогоны Т- образной крыши.

Если кто-то сумел дочитать до этого места, то скажем, что самое сложное в этом расчете не запутаться в единицах измерения ( в переводе метров в сантиметры), а все остальное… Умножить и разделить несколько цифр на калькуляторе много знаний не требуется.

Если вместо бруса (цельного, клееного или собранного на МЗП) будет использоваться бревно, то следует учесть, что при работе на изгиб, вследствие сохранности волокон, несущая способность бревна выше, чем у бруса и составляет 160 кг/см². Момент инерции и сопротивления круглого сечения определяется по формулам: J = 0,0491d³d; W = 0,0982d³, где d — диаметр бревна в вершине, см. Моменты сопротивления и инерции бревна, отесанного на один кант, равны J = 0,044d³d, W = 0,092d³, на два канта — J = 0,039d³d; W = 0,088d³, при ширине отеса d/2.

где N—сила давления на опору, кг; Fсм—площадь смятия, см²; Rсм90 — расчетное сопротивление смятию древесины поперек волокон (для сосны и ели Rсм90 = 30 кг/см²).

Рис. 26.1. Бесстропильная крыша

Другой путь разгрузки коньковых прогонов лежит в том, что можно просто увеличить количество укладываемых прогонов, например, установить по скатам крыши по одному или по два разгружающих прогона. При значительном увеличении числа балок встает вопрос, а зачем нам здесь вообще стропила, обрешетку можно сделать прямо по прогонам. Это действительно так. Такие крыши называются бесстропильными (рис. 26.1). Однако в мансардных утепленных крышах остро встает вопрос просушки утеплителя, поэтому подобие стропил все же делать придется. Для обеспечения воздушного продуха нужно будет вдоль скатов (в том же направлении, как укладываются стропила) на прогоны набить деревянные бруски, например, 50×50 или 40×50 мм, обеспечивая тем самым продух высотой 50 или 40 мм.

Примечание. Ранее, здесь и далее по тексту в формулах встречаются вот такие нелепицы: d³d, это немного режет глаза, но с математической точки зрения это правильная запись. Она показывает что переменная находится в 4-ой степени. Поскольку записать, 4-ой степени на языке вебсайта «ломает» красоту формулы, приходится прибегать к такой записи. То же относится и к подкоренным выражением: все, что в скобках, входит под знак корня.

Пример расчета сечения прогонов.

Дано: загородный дом 10,5×7,5 м. Расчетная нагрузка на крышу по первому предельному состоянию Qр=317 кг/м², по второму предельному состоянию Qн=242 кг/м². План крыши с размерами указанными на рисунке 26.

1. Находим нагрузки по предельным состояниям, действующим на первый прогон:

qр = Qр×a = 317×3 = 951 кг/м
qн = Qн×a = 242×3 = 726 кг/м = 7,26 кг/см

2. Рассчитываем максимальный изгибающий момент, действующий на этом прогоне (формула на рис. 25):

М2 = qр(L³1 + L³2)/8L = 951(4,5³ + 3³)/8×7,5 = 1872 кг×м

3. Произвольно задаемся шириной прогона, b=15 см и по формуле (3) находим его высоту:

h = √¯(6W/b) = √¯(6×1440/15) = 24 см,
где W=M/Rизг = 187200/130 = 1440 см³

По сортаменту пиломатериалов ближайшая подходящая балка имеет размеры 150×250 мм. Выбираем ее для последуещего расчета.

4.На самом длинном пролете проверяем прогон на прогиб по формуле (2).

Сначала определяем нормативный прогиб: fнор = L/200 = 450/200 = 2,25 см,
затем расчетный: f = 5qнL²L²/384EJ = 5×7,26×450²×450²/384×100000×19531 = 2 см,
где J = bh³/12 = 15×25³/12 = 19531 смˆ4

5. Находим нагрузки, действующуе на второй прогон.

От расчетной равномерно распределенной для первого предельного состояния она будет равна: qр = Qр×b = 317×3 = 951 кг/м;
для второго предельного состояния qн = Qн×a = 242×3 = 726 кг/м = 7,26 кг/см

В точке соединения прогонов от действия первого прогона на второй прогон будет приложена сосредоточенная сила Р (формула на рис. 25):

по первому предельному состоянию Рр=RB = qр b/2 — M2/b = 951×3/2 + 1872/3 = 2051 кг
по второму предельному состоянию Рн=RB = qн b/2 — Mн/b = 726×3/2 + 1429/3 = 1566 кг,
где Мн = qн(L³1 + L³2)/8L = 726(4,5³ + 3³)/8×7,5 = 1429 кг×м

6. Сначала нужно определить по какой формуле будем просчитывать максимальный изгибающий момент на втором прогоне, для этого находим соотношения сил Р/qрL и длин приложения силы c/b (см. рис. 25):

Рр/qрL = 2051/951×7,5 =0,29; c/b = 4,5/3 = 1,5

c/b получилось больше, чем p/qрL, значит максимальный момент рассчитываем по формуле:

Ммах = ab(qрL + 2Pр)/2L = 4,5×3(951×7,5 + 2×2051)/2×7,5 =10112 кг×м

7. Произвольно задаемся шириной прогона, b=20 см и по формуле (3) находим высоту прогона:

h = √¯6W/b = √¯(6×7778/20) = 48 см,
где W=Mмах/Rизг = 1011200/130 = 7778 см³

Брусьев такой высоты в сортаменте пиломатериалов нет, значит принимаем решение взять два бруса размерами 200×250 мм, уложить их друг на друга, скрутить шпильками и сшить стальными пластинами МЗП либо изготовим балку с деревянными связями. Таким образом получим балку шириной 200 и высотой 500 мм.

8. Проверяем составную балку на прогиб по формуле рисунка 25. Сначала определяем нормативный прогиб:

fнор = L/200 = 750/200 = 3,75 см

Затем расчетный, в нашем случае он рассчитывается как сумма прогибов от приложения к балке равномерной нагрузки и сосредоточенной силы:

f = 5qнL²L²/384EJ + PнbL²(1 — b²/L²)√¯(3(1- b³/L³)/27EJ) = 5×7,26×750²×750²/384×100000×208333 + 1566×300×750²(1 — 300²/750²)√¯(3(1 — 300³/750³)/27×100000×208333) = 1,4 + 0,7 = 2,1 см,
где J = bh³/12 = 20×503/12 = 208333 смˆ4

Расчет явно показывает, что введением под место пересечения прогонов дополнительной подпорки можно было бы исключить сосредоточенную силу и уменьшить сечение второго прогона, а при данных в примере размерах строения, сделать его равным первому прогону.

Пример проверки узлов опирания прогонов на смятие.

Проверяем площадь опирания прогонов на стены для того, чтобы не произошло необратимого смятия древесины или разрушения материала стены. Предположим, что стены фронтонов выполнены из газосиликата D500. Предел прочности газосиликата D500 на сжатие составляет 25 кг/см², предел прочности древесины сосны на сжатие в опорных частях конструкций под углом 90° к волокнам составляет 30 кг/см². Для недопущения разрушения материала стены и необратимого смятия древесины должны соблюдаться условия:

N/F ≤ Rсж — для материала стены;
N/Fcм ≤ Rc.90° — для древесины

В данном примере получилось, что древесина имеет большую прочность, чем материал стен. Расчет будем производить на недопущение разрушения материала стены, т.е. напряжение сжатия не должно превысить 25 кг/см².

Находим величину давления первого прогона на стены (формулы на рис. 25, нагрузка qр на странице примера расчета прогона):

RА = qр а/2 — M2/а = 951×4,5/2 +1872/4,5 = 2556 кг
RС = qр L/2 + M2L/аb = 951×7,5/2 — 1872×7,5/4,5×3 = 2526 кг

Вычисляем площадь опирания концов первого прогона:

F=N/Rсж = 2556/25 =103 см
где N=2556 кг (наибольшая из сил давящих на стену), а Rсж = 25 кг/см².

Выходит, что для опирания прогона шириной 15 см нужен «зацеп» на стену равный всего 103/15 = 7 см и при этом не произойдет необратимого смятия древесины и разрушения газосиликатных блоков стены. Поэтому длину опирания прогона на стену примем конструктивно, например, равную 15 см.

Находим величину давления на стены второго прогона:

RD = qр L/2 + bPр/L =951×7,5/2 +4,5×2051/7,5 =4797 кг
RE = qр L/2 + aPр/L =951×7,5/2 +3×2051/7,5 =4387 кг

Вычисляем площадь опирания концов второго прогона:

F=N/Rсж = 4797/25 =192 см,
где N=4797 кг (наибольшая из сил давящих на стену).

Для опирания второго прогона шириной 20 см нужен «зацеп» на стену не менее 192/20 = 10 см. И здесь длину опирания прогона на стену примем конструктивно, равным 15 см.

Источник: «Конструкции крыш. Стропильные системы» Савельев А.А.

Оставляя комментарий Вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности

Фронтон – это треугольное или трапециевидное продолжение стен, располагающееся между скатами крыши.

Главным назначением фронтона является принятие на себя части несущей нагрузки, которая оказывается на постройку со стороны стропил.

Одновременно, он защищает чердак от внешних атмосферных и механических воздействий.

Можно ли устраивать фронтон из газоблоков, какие размеры блоков подойдут для этих целей, и как их лучше устроить – читайте подробно в представленной статье.

Условия возведения

Конструкция представляет собой торцовую стену мансардного этажа, защищающая чердак от природных явлений (ветер, дождь, мороз). Самой распространенной формой фронтонов считают треугольную форму, но встречаются также трапециевидный, пятиугольный и многосложный вид, зависящие от проекта дома.

Высота фронтона из газоблока может составлять от 1-1,5 м. Но, если планируется мансардный этаж, то его размеры допустимы от 2,5 м.

Фронтон может быть продолжением газобетонной стены или обустраиваться по каркасной обшивке, которая является стропильной частью крыши (алюминий, доска).

Стеновой фронтон более прочный, поэтому его, как основной вариант, используют гораздо чаще.

Фронтонная конструкция устанавливается с двух сторон дома. Она должна иметь геометрически правильные размеры с каждой стороны, тождественные друг другу, чтобы не было перекосов ската крыши.

Строительство фронтонов начинают от армированного монолитного пояса (мауэрлата), и всегда закрепляют анкерами по ходу возведения, в последнем ряду верхней стены. Основные правила к возведению всех газобетонных конструкций содержатся в СП 339.1325800.2017.

Главными особенностями фронтонов является то, что от них зависит:

размер и конфигурация будущей кровли;
прочность стены (продолжение конструкционной наружной несущей части);
распределение нагрузки от крыши и мансарды;
наличие окон на мансарде и чердачный вход.

Важно! Сооружение фронтонов лучше всего доверить профессионалам, которые правильно сделают расчеты, разметки, быстро и профессионально осуществят процесс работы.

Подходящие блоки

Требования ко всем блокам из ячеистых газобетонов определены рядом нормативов (ГОСТов):

Из существующих видов наиболее предпочтительным для фронтона будет материал с маркировкой по плотности D500-D700 (и выше), конструкционного ряда, который относят к лучшим при возведении несущих стен.

Разные формы ячеистого бетона делят его на прямоугольные, с пазами, U-образные, с ручками. Для фронтонов могут быть использованы блоки со стандартными размерами по ГОСТу – 600 х 400 (300) х 200 (300) мм или 400 х 400 (300) х 300 мм.

Чтобы фронтонная конструкция была прочной, ее укрепляют распорками и перемычками. При этом каркас крыши делают максимально прочным и надежным. Требуемая толщина газобетонного блока является стандартной (для всех наружных несущих стен) – 375 мм.

Правильный расчет

Чтобы не ошибиться в строительстве, в заранее составленном проекте проводят расчет необходимых параметров, согласно которым соотношения параллельных сторон должны быть тождественными. При проведении самостоятельных расчетов учитывают следующие параметры:

Высота. Представлена расстоянием от основания конструкции до верхней ее точки. Данный показатель всегда вносят в проектную документацию.
Ширина. Показывает расстояние по основанию конструкции — в наиболее широкой части.
Угол ската крыши. Для его определения можно воспользоваться таблицей фотографии ниже, созданной по нормативным требованиям. Чтобы узнать его значение, нужно отмерить 1 м от края фронтона и высоту ската – это и будет углом наклона:

Инструменты и расходники для работы

Для обустройства фронтона из ячеистого бетона будут необходимы следующие расходные материалы и инструменты:

Конструкционные автоклавные газоблоки прямоугольной и U-формы выбранного размера, с показателем плотности от D500 и выше.
Отвес, уровень (обычный или лазерный), строительные шнуры, брусья деревянные (для разметки).
Шуруповерт, дрель, анкера, саморезы и другие элементы крепежа, гвозди, молоток строительный, резиновая киянка, терка по газобетону или шлифовка, ножовка.
Песчано-цементный раствор (компоненты сухие в готовом виде или отдельно – цемент марок М400-М500, речной песок, щебень или гравий, пластификаторы) для 1-го слоя.
Клей или пена для 2-ого и последующих слоев.
Кельма, шпатели, строительный миксер, емкости для растворов.

Если человек не своими руками будет возводить постройку, то строительная компания, с которой он составит договор, сама предоставит расходный материал, согласно смете. Строительный рабочий инструмент у любой компании также имеется.

Поэтапное строительство

Прежде чем начать возведение фронтона делают расчеты, согласовав проект со специалистом. Сначала определяют высоту крыши в коньке, а затем рассчитывают его площадь. При этом, пропорции высоты фронтонной конструкции и стены определяются, как 1:1.

Пошаговое руководство возведения газобетонного фронтона состоит в следующих нюансах.

Установка центральной стойки

После определения площади делается разметка торцовых стен. Для треугольных конструкций нужно найти середину нижнего катета, и в ней закрепить рейку – это и есть центр фронтона.

Обустройство боковых растяжек

От верхней части рейки до края фасада с одной и второй стороны нужно натянуть строительные шнуры, по которым нужно будет найти 2 линии треугольника для укладки нижних рядов.

Кладка

Нижние ряды укладываются на цементно-песчаный раствор, лишние части блоков убираются ножовкой, строго по разметке. Кладка происходит в шахматном порядке, таким же образом, как и укладывались стены – с перевязкой и использованием армировки через каждые 2-3 ряда, до 4-го. Следующие ряды можно укладывать на клей или пену.

Установка проемов

Для обустройства чердачного окна, необходимо уложить ряды газобетона до размеченной высоты оконного проема, снова сделать разметку, и поместить раму окна на блоки, которые нужно класть вплотную к ней.

Заготовка под конек

С помощью отвеса (нужен для определения центральной метки, по которой фиксируется деревянный брусок 50 х 50 мм – он по длине должен равняться высоте фронтона).

На верхушке бруска его нужно закрепить саморезом. По нему вверх ставится прут из металла или дерева – это и будет конек, по которому рядом будут укладываться блоки.

Прикручиваем стойку по отвесу, строго вертикально. В области конька, в центре бруса кровли, нужно просверлить в стене два или больше отверстий для вертикальных креплений. Сама стойка тоже прикручивается с помощью отвеса вертикально.

В блоках делают отверстия, которые совпадают с металлической армировкой. И после 3 ряда блоков анкера обрезают таким образом, чтобы оставалось 5 см для нарезки резьбы на их поверхности. Затем на верхние части анкеров надевают пластины из металлов, и продолжают процесс.

Закладка верхних скосов

Они выкладываются над окнами (если он есть в проекте) в 2 ряда. Перед наложением раствора на них закладывают арматурную сетку или прутья, толщиной от 12 мм. Делают их с опорными досками, которые после окончания кладки можно вытащить. Но часто их оставляют прямо в стене и замуровывают.

Кладка верхнего канта

Монтируют жесткие съемные подпорки. По скосам укладывают ряды блоков, напиленные из стандартных – для удобства образования пазов.

Кладка параллельной конструкции

Параллельная конструкция делается так же, как и одна из сторон. Помимо косых растяжек, обязательно натягивают горизонтальный шнур, который обозначает коньковый прогон, для исключения деформации.

Блоки можно подрезать в процессе работы или после их укладки – кому как удобно. Главное – это получить ровные скаты стен под кровлю. Поэтому ровности разметки уделяется такое большое значение, в котором хорошо помогают строительные шнуры. Если в процессе получатся шероховатости или неровности стены – их всегда можно отшлифовать теркой для газобетонов.

Важно! При постройке фронтона обязательно армируют ряд газоблоков под окном и над ним, ряд армопояса и верхний обрез.

Преимущества применения газобетонных блоков

Плюсы фронтонной газобетонной конструкции заключаются в следующем:

Стойкая, плотная, крепкая, пожароустойчивая, надежная, теплая часть дома, благодаря качественным характеристикам материала.
Легкий монтаж, транспортировка и обрезка ячеистого газобетона.
Бюджетность газоблоков – реальная экономия денежных средств (дешевле кирпича, древесины, шлакоблока).
Высокая скорость работы, благодаря небольшому весу, моментальному схватыванию, особенно при использовании пены.
Меньшая нагрузка на фундамент постройки.
Хорошее сочетание с любыми видами наружной или внутренней отделки.
Устойчивость при любом ландшафте.
Эффективная защита от внешних раздражителей механического, атмосферного и климатического характера.

К минусам можно отнести:

Необходимость в дополнительной защите (наружной).
Необходимость в дополнительном крепежном закреплении (анкеровке).

Газобетоны легкие, прочные, плотные, теплоизолирующие, пожаробезопасные, морозостойкие материалы, поэтому преимуществ возведения фронтона именно из них намного выше, чем из других материалов.

Возможные сложности и ошибки

Допущение в постройке ошибок или сложностей может возникнуть в таких случаях:

Покупка некачественных материалов (блоков, клея, пены, арматуры). Необходимо обращать внимание на сертифицированный материал и гарантии от проверенных производителей. Здесь экономия и приобретение подделок не уместна.
Ошибки в проектах и расчетах, особенно в распределении нагрузок. Могут появиться трещины, которые нужно будет потом ликвидировать с помощью дополнительных вложений и затрат собственного времени. Для создания проекта и правильных чертежей лучше обратиться к специалистам.
Отказ от армировки. Поддержка стены для фронтона с помощью стальных стержней во много раз укрепит стену и равномерно распределит нагрузку. Так конструкция с армировкой простоит многие годы и никогда не разрушится.
Несоблюдение технологических норм, которые касаются подбора расходных материалов, монтажа стен и последовательности этапов строительства. Чтобы этого не происходило, необходимо выполнять требования ряда ГОСТов в отношении качества газоблоков и строительства с ними:
Несоблюдение температурного режима кладки и проведения работ. Большинство специалистов считают, что строительные работы целесообразнее проводить при сухой погоде, с атмосферными показателями от +5 °C.

Поскольку газоблоки являются основой возведения фронтона, им уделяется наибольшее внимание.

Во-первых, имеет значение цвет материала. Он не должен быть желтоватым – только светло-серым.

Желтизна говорит о том, что материал был изготовлен с нарушениями, и в его составе присутствует огромное количество песка, что недопустимо для состава по ГОСТу, и свидетельствует о подделке, а не качественной работе от производителя.

Также большое значение имеет внешний вид газоблока. Если он имеет крупные ячейки, значит у него низкая плотность, а для фронтов D должен быть максимально плотным. Чем выше показатели, тем крепче и прочнее получится стена – это основное требование для конструкционного типа ячеистого материала.

Полезное видео

Увидеть процесс кладки фронтона из газоблока можно в этом ролике:

Заключение

Постройка фронтона из газобетона – выгодное и практичное решение в строительстве, которое обеспечено качественными характеристиками материала. Для обустройства фронтонов подходят прямоугольные и U-блоки.

У фронтона должно быть сделано крепкое основание (армопояс из бетона). Только тогда, когда высох армопояс и набрался прочности, начинают кладку конструкции. При этом должны быть также выполнены требования к фундаменту основания всей постройки.

Читайте также: