Коньковый прогон — верхняя позиция стропильной системы
Горизонтальный элемент представляет собой цельный брус, бревно или пакет досок, соединенных между собой метизами. Балка устанавливается на вершине крыши, выполняет функцию опорного и связывающего звена для стропильных ног и повышает устойчивость всей установки к снеговым, ветровым и физическим нагрузкам. Совместно с мауэрлатом, на который стропила упираются, горизонтальная балка способствует равномерному распределению общего веса крыши, ее площади и давления на фронтоны, тяжести на каркас кровли, несущие стены и соединяет все составляющие в единую композицию. Деревянная балка выполняет функции конька:
- защищает от протечек кровельное пространство во время дождя или таяния снега;
- обеспечивает зазор для вентиляции и воздушного потока с целью вывода влаги и водяного пара из слоев кровельного пирога и просушки утеплителя;
- поддерживает геометрию всего модуля;
- способствует беспрепятственному стоку воды
- является залогом максимальной прочности всего свода.
Прежде чем приступить к установке конькового звена, необходимо провести точные математические расчеты, изучить правила строительной нормативной документации, выбрать качественную древесину.
Требования к материалу
В строительных инструкциях и регламентах стандартов обозначены основные требования к пиломатериалам.
Верхняя перекладина должна исключать значительное увеличение веса устройства крыши, быть прочной и долговечной, иметь сечение не менее 200х200 мм.
Чаще всего применяют пиломатериал из сосны, обладающей ровной и тонкой текстурой, хорошей гибкость и прочностью, легкостью обработки. Но для строений с тяжелым кровельным покрытием или с большой влажностью внутри помещений, как для бани или сауны, больше подходит брус или бревно из лиственницы, имеющей грубую текстуру и превосходную прочность. Независимо от породы, древесина должна отвечать следующим требованиям:
- Быть отборной или относиться к первому сорту. В пиломатериале допустимо лишь наличие сросшихся сучков и сердцевины, но исключаются такие пороки, как трещины — разрывы вдоль волокон, глазки — следы не развившихся в побег спящих почек, инородные включения, смоляные кармашки, червоточины, поражения грибком и плесенью. Не стоит использовать искривленные, изогнутые брусья и с мертвыми выпирающими сучками, которые ослабляют материал и со временем выпадают. Достаточной прочностью не обладает и дерево с широким расстоянием между годичными кольцами.
- Влажность материала должна быть в пределах 8 — 12%. Только при высыхании до таких показателей заготовка не меняет линейные размеры. Влажное дерево изменяет форму поперечного сечения и приводит к короблению, причина которого — разница в усушке по радиальному и тангенциальному направлениям. Коробление всегда противоположно направлению годичных колец, поэтому ближайшая к центру часть бруса становится выпуклой, а противоположные вогнутыми. Материал с таким изъяном не способен выдержать ношу снеговой шапки.
- Материал должен быть обработан специальными пропитками для защиты от воспламенения, для чего его погружают в ванну с раствором на несколько часов.
- Обработка деревянной детали антибактериальными составами и фунгицидами защитит ее от гниения, поражения от плесени и грибков, порчи насекомыми.
Своевременная сушка и обработка материала позволит продлить срок службы коньковой перекладины и в целом всего конструкционного модуля. Предотвратить образование трещин и сохранить целостность конькового звена при монтаже также поможет исключение сверления и забивания гвоздей.
Расчет коньковой балки
При большой нагрузке на крышу коньковая балка рассчитывается на разрушение и изгиб, вычисляется суммарная нагрузка на кровлю, состоящая из веса кровельного покрытия, предполагаемой снежной массы, утеплителя и элементов стропильной системы.
По техническим требованиям допустимый прогиб пиломатериала не должен быть больше одной двухсотой доли от его длины. Например, для проема длиной 6 м брус не должен прогнуться больше, чем на 3 см. Величину сопротивления изгибу (МПа) рассчитывают исходя из ширины, высоты и поперечного сечения пиломатериала.
Инженеры проектировщики с помощью калькулятора пересчитывают вес блока и проектируют на горизонтальную плоскость с учетом равномерного распределения всех нагрузок.
Варианты монтажа
Для небольших частных домов в роли конька выступает одна цельная балка, для габаритных строений — состоящая из нескольких частей, прочно соединенных между собой путем установки надежных вертикальных опор в местах узловых соединений. Стойки размерами 100х100 мм в качестве усиливающих деталей забирают на себя часть нагрузки и препятствуют деформации несущего элемента. Количество стоек зависит от размеров сечения балки и расстояния между фронтонами здания. При использовании массивных элементов опоры дополняются и укрепляются подкосами. Монтаж конька проводится тремя способами:
- В компактных домах опора длиной до 6 м крепится на фронтоне, а центральная ее часть «висит» в пространстве, предоставляя больше полезной площади для планировки мансардного этажа. Иногда брус устанавливают с небольшими выносами наружу для компенсации изгиба.
- Прогон с опорными стойками способен перекрыть даже длинный проем. Столбики выставляются через 1 — 1,5 м на одном, идеально горизонтальном уровне по ровной линии на железобетонное перекрытие, деревянный или кирпичный лежень, армированный пояс. Крепятся перфорированными пластинами, усиленными уголками или шпильками.
- Консольным методом в основном для арочных конструкций.
Коньковый брус с меньшей поперечной площадью применяется только при наличии большого количества опорных столбов и наоборот. Для строительства хозяйственных построек допустимо использовать деревянные детали небольшой толщины и ширины. Коньковый прогон необходимо рассчитать еще на этапе проектирования. Для этого ответственного звена конструкции следует использовать только качественную, хорошо просушенную и обработанную древесину.
