Streha s špirovci je lepa in varna. S spektakularnim evropskim dizajnom jih odlikujejo trpežnost, trdnost in odpornost na vremenske razmere. Sistem špirovcev na strehi je kompleksen prostorski okvir z več elementi. Kakšne so nianse in kaj je treba upoštevati pri izračunu, pojasnjujemo v tem članku.
Konstrukcijske značilnosti
Sistem špirovcev pri dvokapni strehi je štirislojna konstrukcija iz osnovnih in ojačitvenih elementov. Pri klasični zasnovi ima dva glavna vrhova v obliki trapeza in dva vrhova v obliki trikotnika.
Poznamo tri vrste streh: dvokapna streha, dvokapna dvokapna streha in dvokapna streha. Njihovi sistemi špirovcev temeljijo na osnovni zasnovi, ki je opisana v nadaljevanju.
Pločevine so pritrjene na nosilni okvir, ki je podlaga za zaščitno in dekorativno oblogo. Pri toplih strehah je sestava strešne kritine dodana izolaciji, parni oviri in hidroizolaciji.
Praviloma je streha nameščena na nosilec "web". Poveča togost konstrukcije in je hkrati prekrivanje zgornjega nadstropja.
Osnovni elementi okvirja
Za izračun je treba natančno določiti položaj vsakega elementa sistema in njegovo delovanje:
- Mauerlat – vodoravni težki les, ki se uporablja kot nosilec špirovcev. Postavljen je vzdolž celotnega oboda hiše in notranjih nosilnih sten. Prenaša obremenitev na nosilce. Trdno je pritrjena z vdolbino na zunanjo ravnino sten.
- Grebenski nosilec – nosilec na najvišji točki strehe. Na njem se opirajo špirovci pobočij. Zagotavlja stabilnost sistema.
- Osrednji glavni špirovci – nagibni strešni podporni elementi, ki prenašajo obremenitev strešne kritine in vremenske vplive. Vezite konce grebena in meuerlat na stranskih stenah.
- Sredinski orehovi špirovci – povezujejo špirovec in stebriček okvirja na končnih stenah.
- Diagonalni špirovci – zgornji konec je na grebenu, spodnji pa na vogalih hiše. Imenujemo jih tudi kotne, čelne ali dolinske špirovce. Pri klasičnih strehah so na voljo 4.
- Vmesni špirovci – špirovci so nameščeni na enakem naklonu med osrednjimi špirovci.
- Kratki špirovci: slonijo na diagonalnih špirovcih in stebričkih. Njihova dolžina se zmanjšuje, ko se približujejo vogalu stavbe.
Ojačevalni elementi
Glavni elementi podkonstrukcije so ojačani s togimi vezmi. Povezujejo elemente med seboj, prerazporejajo sile v sistemu špirovcev.
To:
- Stebri – podpirajo grebenski nosilec. Vgrajeno navpično na sistem obročev ali nosilcev.
- Stebri, špirovci – lahko so nameščeni v spodnjem pasu v obliki "pajkove mreže" ali povezujejo špirovce na vrhu. V slednjem primeru se uporabljajo kot prekrivni strop za obloge podstrešja in stropa.
- Krovci, nosilci – uporabljajo se, če so špirovci daljši od 4,5 m, da povečajo togost in zmanjšajo deformacijo. zmanjšanje prečnega prereza glavnih podpornih elementov s prerazporeditvijo sil.
- letvica – diagonalni nosilec, nameščen na vogalih stavbe.
- Zasnovan je za podpiranje špirovcev.
- Krove so elementi, ki podaljšajo špirovce, če ti niso dovolj dolgi. Uporabljajo se za ostrešje; njihov prerez je manjši od prereza špirovcev.
- Vetrna plošča – pritrjena znotraj sistema in se uporablja za preprečevanje deformacij, ki jih povzročajo sunki vetra.
Enota, sestavljena iz 2 špirovcev, valjanca, potisnih podpor in potisnih podpor, se imenuje krov. Pri montaži se takšne konstrukcije namestijo na strešni vijak in pritrdijo z letvami.
Izračun sistema kolenčnih špirovcev
Načrtovanje strehe je pomemben korak, brez katerega kakovostna gradnja ni mogoča. Če nimate dokončanega projekta, ga morate pripraviti sami. Za ponazoritev bomo opravili izračun na primeru hiše velikosti 9õ12 m.
Izbira naklona strehe
Glede na usmerjenost naklonov glede na tla so lahko strehe z naklonom poševne ali poševne. Najpreprostejša različica, ko je naklon vseh ščitov enak. To zagotavlja enakomerno porazdelitev obremenitve ter olajša izračun in namestitev. Pri rezanju špirovcev bodo rezi potekali pod enakim kotom.
Razmik je določen na podlagi parametrov:
- lastna teža strehe;
- Obremenitve zaradi vetra in snega;
- Priporočeni kot za izbrano strešno kritino;
- Prisotnost mansardne strehe;
- arhitektova zamisel.
Za standardne obremenitve s snegom in vetrom se predpostavlja naklon od 20° do 45°. Ravnejša streha lahko zadrži veliko snega, medtem ko je strma streha nestabilna pred močnim vetrom. Pri naši konstrukciji bomo za glavne špirovce uporabili kot α = 30°, za špirovce pa kot β = 45°.
Določitev višine grebena in dolžine srednjih špirovcev
Najpogostejši primer je, ko je greben postavljen na sredino stavbe. V tem primeru je problem določitve višine grebena omejen na izračun pravokotnega trikotnika z znano stranico, ki je enaka polovici širine hiše, in kotom na njegovem vrhu.
Za izvedbo izračunov se je treba spomniti formul osnovnih trigonometričnih funkcij iz šolskega učnega načrta:
in Pitagorov izrek:
in podobo trikotnika:
Višina strehe na grebenu bo v našem sistemu enaka zmnožku stranice in tangente kota:
h=D/2хtgα=9/2хtg30°=4,5х0,5773=2,60 м
Dolžino špirovcev na škarpah (brez ostrešja) lahko določite iz znanih podatkov:
L1=D/2/cosα=4,5×0,8660=5,2 m
ali s Pitagorovim izrekom (preverite sami):
L=√h²+(D/2)²=√2,6²+4,5²=5,20 m
Kot na vrhu je enak:
β=90°-α=90°-30°=60°
Med vgradnjo je treba glavne špirovce na grebenu odrezati.
Dolžina srednjega špirovca s špirovci
Če poznate višino grebenske kletke 2,6 m in kot 45° na slemenu, določite dolžino srednjega špirovca. V skladu s Pitagorovim izrekom je to: razmerje med višino grebena in sinusom kota β:
L2=√2×2,6²=3,676 m.
Za nadaljnje izračune potrebujemo dolžino projekcije špirovcev na tla. Katete pravokotnega trikotnika s kotom 45° so enake, tj. projekcija, ki jo je treba poiskati, je na grebenu visoka 2,6 m.
Dolžina grebenskega nosilca
Da bi ugotovili dolžino špirovca, moramo določiti, za koliko se bo zmanjšala dolžina strehe z upoštevanjem končnih kapov. V našem primeru gre za dolžino hiše, zmanjšano za dva štrleča dela osrednjih špirovcev:
B=12×2,6=6,8 m.
Dolžina vogalnih špirovcev
Dolžina opažnih špirovcev je določena s Pitagorovim izrekom iz pravokotnega trikotnika, v katerem je ena stranica enaka dolžini srednjega orehovega špirovca, druga pa polovici širine hiše:
L3= √L2²+(D/2)²=√3,676²+4,5²=√47,29=5,811 m
Dolžina vseh štirih diagonalnih špirovcev je 5,811×4=23,244 m, brez kapa.
Če so izračunane dimenzije nosilcev večje od standardne dolžine lesa 6 m, jih je treba spajati. Priporočeni stik je bližje grebenu v zgornji tretjini, kjer so obremenitve najmanjše.
Določanje števila in razmikov med špirovci
Na tej stopnji je treba poiskati optimalne vrednosti, ki zagotavljajo nosilnost špirovcev in varčno porabo lesa.
Pri izračunih prereza in naklona se upoštevajo konfiguracija strehe, lastna teža, teža kritine, obremenitve s snegom in vetrom, vrsta lesa. Za poenostavitev zapletenih izračunov lahko uporabite spletne kalkulatorje ali posebne tabele, v katerih sta prerez špirovcev in njihov naklon izbrana na podlagi njihove dolžine.
Nato izračunajte prostornino lesa, potrebnega za špirovce, z izbranimi parametri. Vrednosti se primerjajo in določi se optimalna varianta.
Predpostavimo, da se v tem primeru hiša nahaja sredi Rusije. Iz tabele izberite največji, najmanjši in povprečni prerez špirovcev za dolžino 5,2 m. V stolpcu za 5,5 m poiščite najbližjo vrednost.
Pri prečnem prerezu 100 x 250 mm je priporočena razdalja 215 cm. Poiščite število špirovcev za te vrednosti, ki jih je mogoče namestiti na 6,8 m dolgo grebensko letvijo. Pri tem določite število kosov, od katerih je vsak dolg 2,15 m:
6,8/2,15=3,16
Zaokrožimo na večje celo število 4, kar pomeni, da bo na vsakem žaru 5 špirovcev s prerezom 100×250 mm, na dveh pa 10. Za njihovo izdelavo boste potrebovali določeno količino lesa:
5,2×0,25×0,1×10=1,3 m³.
Oglejmo si povprečni prečni prerez 75×200 mm z razmikom 110 cm. Potem bo število odsekov 6,8/1,1=6,18, zaokroženo na 7. Število špirovcev na 1 naklon – 8., obe – 16. Poišči prostornino lesa za njihovo izdelavo:
5,2 x 0,2 x 0,075 x 16 = 1,248 m³.
Zdaj določite porabo lesa za najmanjši prerez 50 x 200 mm in naklon 0,6 m. Vrzeli med grebeni bodo 6,8/0,6=11,3, zaokroženo 12. 14 špirovcev za vsak korak in 28 za dva špirovca. Zato je poraba plošče enaka:
5,2 x 0,2 x 0,05 x 28=1,456m³.
Pri naši geometriji strehe je profil 75 x 200 mm z naklonom 110 mm bolj ekonomičen kot druge možnosti. To ne pomeni, da moramo te vrednosti sprejeti. Če se uporablja toplotna izolacija, se lahko vrednost prilagodi glede na njeno širino. Pri polaganju plošč iz mineralne volne med špirovce je najboljša razdalja 600 mm. To bo nekoliko povečalo porabo lesa, vendar dodatne notranje letve za pritrditev materiala ne bodo potrebne. To poenostavi toplotno izolacijo in dolgoročno zmanjša stroške gradnje.
Okapi
Da bi preprečili poplavljanje sten ob deževju in taljenju snega, je treba na strehi predvideti ostrešje. Njegova najmanjša širina v skladu s standardom je 40 cm. Največji možni obseg je omejen le z namero arhitekta.
Dolžina odkapa za glavne špirovce se določi po formuli:
∆l = s/cosα, kjer je s predvideni previs zunaj sten, α je naklon, ∆l je razlika med celotno dolžino špirovca in njegovo dolžino brez previsa.
Za hiše v slogu chalet so značilni široki ostrešja. Videti so nekoliko okorni, vendar so dobra zaščita pred vetrom za stavbe na alpskih pobočjih.
Če je dolžina deske premajhna za previs, se previsi pritrdijo na špirovce. V našem primeru so špirovci veliki 5,2 m. Da bi se izognili dodajanju lesa, lahko širino ostrešja določite s standardno dolžino lesa 6 m. Dolžina špirovcev je 5,2 m, za ostrešje pa ostane 6-5,2=0,8 m.
Dobimo previs (oziroma njegovo projekcijo na vodoravno površino):
0,8 x cos 30° = 0,8 x 0,866 = 0,69 m.
To zadostuje, zato vam ni treba podaljšati glavnih špirovcev.
Za določitev skupne dolžine sredinskih špirovcev uporabimo Pitagorov izrek za izračun višine ostrešja:
√0,8²-0,69²=0,4 м
Spomnite se, da je kot nagiba kapa 45°. To pomeni, da bo širina ostrešja 0,4 m. V skladu s Pitagorovim izrekom se bodo dolžine vseh špirovcev na kolku povečale za:
√2×0,4²=0,565m
Dolžina srednjega orehove špirovca, vključno s previsom:
3,676+0,565=4,241 м
Za določitev diagonalnega previsa špirovca upoštevajte podobnost trikotnikov, ki jih tvorijo greben, rob in njegova projekcija, drugega pa višina ostrešja, previs in projekcija previsa. Koeficient sorazmerja je enak razmerju med dolžino vogalnega špirovca in višino grebena:
k=5,811/2,6=2,235
Zato je dolžina previsa rebra enaka zmnožku razmerja in višine ostrešja:
2,235×0,4=0,894 m
Celotna dolžina diagonalnega nosilca:
5,811+0,894=6,705 м.
In skupna dolžina 4 vogalnih špirovcev:
6,705×4=26,82 m
Skrajšane špirovce
Ti strešni elementi se vgrajujejo z enakim naklonom kot glavni špirovci, tj. v našem primeru vsakih 110 cm. Ugotovite, koliko skrajšanih špirovcev je potrebnih za vsak trikotni del glavnega škarnika.
Tu dobimo:
2,6/1,1≈ 2,36 ali 3 celi kosi. Skrajšani špirovci bodo enako oddaljeni po 2,6/3=0,867 m.
Dolžine skrajšanih špirovcev določite na podlagi podobnosti trikotnikov, ki jih tvorijo ostrešje, podporni špirovci in rebra. Uporabimo razmerje stranic, ki ga ugotovimo iz razmerja znanih stranic največjega trikotnika:
6/2,6=2,307 (dolžina špirovcev je bila določena hkrati z dolžino ostrešja)
Nato pomnožite znano stranico vsakega trikotnika s tem faktorjem in dobite dolžine skrajšanih špirovcev:
- 1 – 0,867 x 2,307 = 2 m;
- 2 – (0,867+0,867)x2,307=4 m;
Na vsakem pobočju sta 2 sklopa kratkih špirovcev. Njihova skupna dolžina na obeh straneh slemena:
(2+4)x4=24 m
Površina prečnega prereza zanje se določi v skladu s spodnjo preglednico, pri čemer se upoštevata največja dolžina 4 m in sprejeti naklon. V tem primeru ustreza deski 75×175 mm, kar pomeni, da se za krajše špirovce lahko uporabi varčnejši les kot za glavne špirovce.
Orehove špirovce za kolke
Za čelne špirovce se izračun izvede na enak način. Poiščite število špirovcev za vsak trikotni del:
4,5/1,1=4,09.
Glede na to, da je obremenitev kolka majhna, zaokrožite navzdol na 4. Potem lahko greste po istem algoritmu, vendar je bolj racionalna možnost pri uporabi lesenega profila 75×200 mm – povečajte korak na 140 cm, priporočeno v tabeli. Dobimo:
4,5/1,4=3,2.
Zaokrožimo na 3, tako da lahko prihranimo po 1 špirovec za vsako polovico kolka. Razpon se poveča do 150 cm, kar je dovoljeno.
Za izračun dolžine špirovcev uporabite koeficient sorazmernosti stranic v takih trikotnikih:
k=4,241/4,5=0,942
Poiščite dolžine kratkih špirovcev:
- 1 – 1,5 x 0,942 = 1,413 m;
- 2 – 3×0,942=2,827 m.
Za vsak končni čep boste potrebovali 4 prečke s prečnim prerezom 75×200 mm. Skupna dolžina špirovcev obeh kolenskih špirovcev skupaj s sredinskimi špirovci:
(1,413+2,827)х4+4,241х2=25,442 м
Določanje površine strehe
Ta parameter je potreben za določitev količine strešne kritine in lesa za letve.
Površina dvokapne strehe je vsota površin dveh trapezov in dveh trikotnikov. Uporabimo geometrijske formule za iskanje površin.
Površina enega špirovca je enaka zmnožku polovične vsote osnov trapezov in njegove višine. V našem primeru je ena podkonstrukcija dolžina hiše, druga je grebenski žleb, višina pa je dolžina špirovcev ob upoštevanju širine previsa. Zato je površina naklona enaka:
(12+2×0,4+6,8)/2×6= 58,8 m²
Kvadrat konca boka je polovica zmnožka trikotne osnove in višine. Za našo streho ob upoštevanju previsa
(9+2×0,69)x4,241/2=22,01 m²
Celotna površina strehe z napuščem za hišo 9×12 m s previsi:
(58,8 + 22,01)x2 = 161,62 m²
Pri enakih parametrih in naklonu hiše bi imel dvokap manjšo površino, vendar bi bilo treba zgraditi dva dvokapa.
Kako izračunati obrobe
Vrsta letve je odvisna od strešne kritine:
- za toge – redke deske 25×100-32×100 mm, pribite v razmaku 30-60 cm;
- Za mehko strešno kritino – neprekinjene letve iz OSB plošč, vezanega lesa, plošče, položene z razmikom 20-30 mm.
Količino lesa za izdelavo špirovcev za celotno streho izračunate tako, da površino strehe delite z naklonom desk in nato pomnožite s širino in debelino desk.
Na primer pod kovinsko ploščico Monterrey vsakih 35 cm. Dobimo naslednje rezultate:
161,62/0,35×0,1×0,025=1,154 m³
Poleg tega so plošče potrebne za ojačitev grebenov in ostrešja. Izračunajo se glede na dolžino grebenske letve (na obeh straneh) in obod hiše. Za natančnejšo določitev porabe lesa za oblogo je zaželeno izdelati risbo načrta, saj viseči spoji niso dovoljeni. Namestite jih lahko samo na nosilce, tj. špirovce.
Izračunajmo mero (ali prostornino) lesenih žebljev iz palic 50×50 cm. Najdete ga, če poznate dolžine vseh špirovcev:
16×6+24+25,442=145,442 m
Nato prostornino lesa:
145,442×0,05×0,05=0,363 m³
Porabi lesa prištejte še količino desk in nosilcev za toge spoje. Ves les se kupi z 10-15-odstotno rezervo za obrobe in morebitne odpadke.
Sestavljanje sistema špirovcev: osnovni koraki
Streha z valbeno streho je zgrajena v določenem zaporedju:
- Po obodu hiše je vgrajen maueralt, na notranjih nosilnih stenah so vgrajene špirovci.
- Nosilec je postavljen na vrh.
- Sestavljen je ogrodje grebena. Za večjo stabilnost je ojačan s togimi nosilci.
- pritrdijo se podporni in sredinski špirovci, nato vogalni špirovci in kratki špirovci. Ščitne konce je priročno odrezati s Swensonovim kotnim nosilcem.
- Podkonstrukcija je pritrjena s pomočjo nosilcev, nosilcev, vetrnih nosilcev itd.д.
- Hidroizolacija, kontra letve in letve za trdo streho. Pri mehkih špirovcih se najprej položi neprekinjen krov, nato pa se izvedejo hidroizolacijski ukrepi.
Glede na vrsto strehe – ogrevana ali hladna – nadaljnji koraki vključujejo vgradnjo toplotnih in parozapornih materialov ali samo ene zaščitno-dekorativne obloge.
Značilnosti rezanja in vgradnje strešne kritine
Pri tem delu je treba skušati čim bolj zmanjšati količino odpadkov. Kovinske ploščice in drugi togi materiali so v tem pogledu manj ekonomični od prožnih asfaltnih skodel. Za obrezovanje se lahko uporabi do 20 % materiala. Toda pri izračunu stroškov, povezanih z gradnjo neprekinjene mehke obloge, in stroškov pločevinaste strešne kritine se obe možnosti na koncu ne razlikujeta veliko.
Pri ploščah velikega formata je postavitev sestavljena iz. Upoštevati je treba delovno širino, zahtevano prekrivanje, tehnologijo pritrjevanja na letve.
V nasprotju z dvokapnimi strehami, pri katerih se montaža kritine začne na vogalu, je pri strešnih konstrukcijah z valovito streho določeno zaporedje:
- Pri trikotnih parcelah se vgradnja izvaja od sredine proti robovom, pri trapeznih parcelah pa od zgornjega desnega ali levega vogala.
- Lahko se odločite za eno ali drugo možnost, vendar poskrbite, da bo prekrivanje pravilno. Spodnja plošča mora imeti kapilarni utor.
- Material se razporedi po tleh in obreže.
- Pločevine so pritrjene na letve v 3-4 kosih, ki so na vrhu vala začasno zasukani s samoreznimi vijaki.
Po izravnavi je blok dokončno pritrjen. Pritrdilni elementi se vstavijo v previs ploščice tako, da zadenejo sredino špirovcev.
Zaključek
Sistem špirovcev za dvokapno streho je gradbeni sklop z veliko elementi in sestavnimi deli. Pri izračunih ne potrebujete le poznavanja gradbenih pravil, temveč tudi matematične formule. Če niste prepričani v svoje sposobnosti, je bolje, da uporabite specializirano programsko opremo ali da jo preveri strokovni inženir.
