Подбор древесины для крыш. Способы соединения элементов крыш.

1. Подбор древесины для крыш.

Немаловажное значение при строительстве крыш имеют применяемые в работе материалы и крепёж.

Что необходимо знать при подборе и покупке лесоматериалов.

Древесина, как естественно растущий материал, обладает рядом свойств, определяющих возможность её применения для строительства.

Речь идёт о таких природных и неизбежных при росте дерева данных, которые, в зависимости от назначения древесины, могут допускаться только в известных пределах, это:

  • сучковатость древесины,
  • средняя ширина годичных колец,
  • расположение волокон или смоляных ходов.

Сучковатость и пороки роста часто значительно уменьшают несущую способность древесины.

Поэтому для конструкций, работающих на растяжение и подвергающихся сильному напряжению (стропила, прогоны) можно использовать только отборную древесину.

Для проведения лучшего целевого отбора лесоматериалов желательна в сомнительных случаях проверка процента поздней (лежалой) древесины и ширины годовых слоёв в ответственном сечении:

  • нормальный процент поздней (лежалой) древесины должен быть менее 20%;
  • ширина годовых слоёв должна находиться в пределах от 1 до 5 мм.

С другой стороны, возможны и такие качественные отклонения, как трещины, поражения грибками или насекомыми, которые могут возникнуть как до валки леса, так и после неё.

Эти качества древесины могут свести на нет все усилия по крепости конструкций уже через 5…10 лет, и крышу придётся заново переделывать.

Круглый и пиленый лесоматериал по качеству подразделяют на три класса:

  • класс I- лесоматериал повышенной прочности;
  • класс II - лесоматериал обычной прочности;
  • класс III- лесоматериал ограниченной прочности.

Требования к качеству древесины распространяются на строительный материал, сечения которого определяются расчётом прочности (например, балки перекрытий, стропила).

Поэтому балки должны отвечать этим требованиям только в той части своей длины (включая припуск величиной в 1,5 сечения), в которой полностью используется напряжение.

Сортамент лесоматериалов по типовым размерам.
Сортамент лесоматериалов по типовым размерам

1- бревно; 2- пластина; 3-четвертина; 4- горбыль; 5- доска необрезная; 6- доска обрезная; 7- полуобрезная доска; 8- лежень; 9- четырёхскатный брус; 10- стандартное бревно: 11- стандартная пластина; 12- изменение диаметра бревна в зависимости от длины; 13- стандартный лежень; 14- стандартный полуобрезной брус; 15…16- стандартный брус; 17- доска толстая; 18- доска тонкая.

Стропильные детали или их части, которые должны соответствовать I классу, обычно определённым образом (сносками, спецификацией) указываются на чертежах.

 

В большинстве случаев в основу конструирования закладываются, за исключением клееной древесины, лесоматериал класса II, который никакой маркировки не требует.

Отдельными условиями для несущих конструкций крыш и стен являются требования ширины поперечного сечения или толщины древесины.

В большинстве случаев они должны быть предусмотрены заранее, если не указаны в чертежах:

  • для элементов из цельной древесины минимальными размерами являются- толщина 4 см и площадь поперечного сечения 40 см²;
  • для элементов, прибиваемых гвоздями и соединяемых винтами- толщина 2,4 см и площадь поперечного сечения 14 см²;
  • для несущих фанерных листов- минимальная толщина должна составлять 10 мм.

Размеры сечений хвойных пиломатериалов приведены в таблице 2.

Номинальная толщина и ширина пиломатериалов установлены для древесины влажностью 20%.

Пиломатериалы из древесины с большей или меньшей влажностью должны иметь толщину и ширину более или менее номинальных размеров с учётом усушки по ГОСТ 6782.1-75 и ГОСТ 6782.2-75.

Таблица 2: Стандартные размеры пиломатериалов хвойных пород (ГОСТ 24454-80).

п/пТолщина, ммШирина, мм
1234567891011
11675100125150-----
21975100125150175----
32275100125150175200225--
42575100125150175200225250-
53275100125150175200225250275
64075100125150175200225250275
74475100125150175200225250275
85075100125150175200225250275
96075100125150175200225250275
107575100125150175200225250275
11100-100125150175200225250275
12125--125150175200225250-
13150---150175200225250-
14175----175200225250-
15200-----200225250-
16250-------250-

Для несущих конструкций применяется древесина преимущественно хвойных пород. Нормальная длина для пиломатериалов хвойных пород принята 6,5 м и далее в меньшую сторону с градацией через 0,25 м.

Применение мягких лиственных пород возможно только в опорных подкладках и временных сооружениях.

Древесину твёрдых лиственных пород (дуб, бук, берёза) следует применять для нагелей подушек и других ответственных деталей. Для пиломатериалов лиственных пород максимальная длина составляет 4,5 м.

 

 

2. Способы соединения элементов крыш.

Ограниченность сортамента лесоматериалов по своим размерам требует при создании различных конструкций соединения их элементов по длине (сращивание) и в поперечном направлении (сплачивание).

Кроме того, для образования узловых сопряжений в конструкциях соединяют одни элементы с другими под различными углами.

Виды соединений (связей) элементов различны и зависят от характера их работы.

При соединении сжатых элементов вдоль волокон вопрос решается простым упором их опиленных концов с применением для сохранения нормальной работы соединения при случайных внешних воздействиях (ударах) накладок на гвоздях или болтах.

Узлы соединения сжатых элементов крыш.
Узлы соединения сжатых элементов крыш

 

При соединении растянутых элементов вдоль волокон (например, в растянутых стыках) или в случае присоединения их под углом друг к другу (в узлах ферм), при сплачивании элементов (в составных балках) требуется применение специальных средств.

Узлы соединения растянутых элементов крыш.
Узлы соединения растянутых элементов крыш

1- стойка; 2- прогон; 3- ригель; 4- угловая накладка для растянутых элементов; 5- угловая накладка для сжатых элементов

В современном строительстве виды соединений (связей) можно разделить на 6 групп:

  1. работающие преимущественно на смятие и скалывание (лобовые, трёхлобовые и щековые врубки, призматические, круглые и т.д. шпонки, гребёнки);
  2. работающие преимущественно на изгиб (все виды стальных нагелей, штырей, болтов и т.п.);
  3. работающие преимущественно на сдвиг (клеи различных видов);
  4. работающие на растяжение (тяжи, болты, хомуты, скобы, стальные накладки);
  5. работающие на выдёргивание (гвозди и винты);
  6. работающие на случайное смещение (аварийные связи- болты, скобы), которые применяются по конструктивным требованиям.
  7. Узлы соединения в стык растянутых элементов.
    Узлы соединения в стык растянутых элементов

     

    К наиболее старинным видам соединений относятся разного вида врубки, которые обладают существенным недостатком- приводят к ослаблению рабочего сечения конструкций и сложны в изготовлении.

    Узлы соединения элементов на врубках.
    Узлы соединения элементов на врубках

     

    Все связи на нагелях относятся к наиболее распространённым способам соединений.

    Цилиндрические нагели чаще всего используют при выполнении узлов и стыковых соединений элементов.

    Общий вид соединений на нагелях смотрите в разделе сайта "Соединение деревянных конструкций на болтах и стержнях. Соединение деревянных конструкций на гвоздях. Соединение на скобах, хомутах и анкерах".

    Пока всё. Удачи!

Ссылка на нормы и стандарты

Работы по устройству крыш должны соответствовать требованиям СНиП РК 3.02-06-2002 "Крыши и кровли", СНиП II-26-76 "Кровли", СНиП 31-02-2001 "Дома жилые одноквартирные" и СНиП 2.08.01-89* "Жилые здания".

По несущей способности и нагрузкам конструкции крыш и кровли должны соответствовать СНиП 2.01.07 и выполняться в соответствии с указаниями СНиП 3.03.01-87 "Несущие и ограждающие конструкции".

Несущие и ограждающие конструкции дома должны быть выполнены из материалов, обладающих стойкостью к воздействиям влаги, низких температур, агрессивной среды, биологических и других неблагоприятных факторов согласно СНиП 2.03.11.