Кобылка в конструкции крыши

Украшение дома резными деревянными элементами: карнизы, наличники, причелины, балясины, фризы

Домовая резьба известна на Руси еще с языческих времен. Она не только служила оберегом и украшала дом, но и решала практические задачи: наличники закрывали щели между оконными рамами и бревенчатой стеной, а причелины не давали крыше обрастать сосульками

С течением лет культовое значение утратилось, для теплоизоляции стали использовать менее трудоемкие приемы, и, казалось бы, «деревянному кружеву» пора уйти в небытие, но и по сей день оно пользуется спросом.

Сегодня для строительства загородных домов довольно часто используют профилированный брус и оцилиндрованное бревно. Однообразные, как по линейке расчерченные стены обезличивают дом, делают его невыразительным и скучным. Резные карнизы, наличники, балясины и фризы, как ничто другое, способны придать ему индивидуальность и стиль. Более того, рука мастера может превратить непритязательную деревянную «коробку» в настоящее произведение искусства. Конечно, эту разновидность декора нельзя назвать массовой. Резьбу может позволить себе не каждый, особенно если речь идет об эксклюзивной работе, выполняемой на заказ. Но тем не менее фасады, украшенные причудливым деревянными узорами, отнюдь не редки.

Разновидностей резьбы существует великое множество, поэтому можно найти вариант на любой вкус. Самой древней считают плоскую, или глухую, резьбу

, при которой на деревянной поверхности делают углубления и канавки, составляющие геометрический рисунок. Так в старину украшали торцы бревен, наличники и ставни.

Более сложной, а потому и более выразительной является рельефная резьба c выпуклым, объемным изображением

Скульптурная резьба

Скульптурная резьба

, как ясно из названия, предполагает создание самостоятельных, отделенных от фона фигур. В качестве примера можно привести традиционную голову коня, венчающую крышу избы. Ну а самая поздняя, притом и самая популярная в настоящее время —сквозная (ажурная, прорезная) резьба , выполняемая путем прорезания дощечек толщиной от 5 до 50 мм. По сравнению с другими видами деревянного декора она наиболее проста в исполнении, да и стоит дешевле. Но ее популярность объясняется не только этим. Сквозная резьба удивительно красива. Эффект от тонкого ажурного плетения многократно усиливается кружевной тенью, рисунок которой меняется в зависимости от угла падения солнечных лучей. А если украшения многоярусные (то есть доски наличников, причелин и подзоров накладываются друг на друга) да еще и окрашены в контрастные цвета, декоративный эффект усиливается еще больше.

Наличники, причелины и балясины не должны ни «проваливаться» в фасад, ни выпячиваться, а органично вписываться в общую композицию, создавая единое целое с другими элементами декора

Что это такое и для чего необходимо?

Кобылка – это отрезок доски, с помощью которого удлиняют стропила для устройства карнизного свеса.

Он, в свою очередь, служит для отвода воды от стен дома, предотвращая их намокание. Это не только продлевает срок службы ограждающих конструкций, но и не ухудшает их теплотехнические показатели, что имеет особое значение для большинства климатических районов нашей страны. Кроме того, каждый видимый элемент крыши влияет на эстетическое восприятие здания в целом, и кобылки могут стать еще и яркими декоративными деталями.

Никто не сомневается в необходимости карнизов, при этом далеко не каждый является сторонником их устройства с применением кобылок. Еще один логичный вариант конструкции – использовать стропила большей длины, достаточной для организации свеса. Именно возможность или невозможность приобрести доску (брус) достаточной общей длины часто становится решающей в этом вопросе. В качестве дополнительного аргумента сторонники этой конструкции обычно приводят то соображение, что надежность целого стропила будет выше, чем составного. Однако в таком случае не следует забывать, что, отказываясь от кобылок, вы приобретаете более сложную врубку стропила в мауэрлат.

Схема присоединения кобылки.

Так или иначе, многие люди решают организовывать свесы кровли именно с применением кобылок. И не зря, ведь данный элемент конструкции дает нам несколько плюсов:

1. Древесина под стропила берется только необходимой длины от конька до мауэрлата, что уменьшает их общую стоимость. Кобылки же изготавливаются из более дешевой доски сечением 5 на 10 см.
2. За счет меньшей длины стропила упрощается их подъем и монтаж.
3. Короткими кобылками просто и легко вывести точную линию свеса.
4. В случае возникновения проблем с кобылками уже в процессе эксплуатации здания, проще заменить только их, чем все поврежденные части стропильной конструкции, для чего потребовался бы полный демонтаж кровли .
5. Появляется возможность повысить эстетическую привлекательность дома, применив особенно красивый элемент – резные кобылки.
6. Использование кобылки позволяет “переломить” идущую от стропила линию крыши и достигнуть этим определенного эстетического эффекта.

Технология монтажа

Когда для удлинения стропильной ноги используется кобылка, кровля сначала возводится в обычной последовательности. Изменения в технологии монтажа начинаются после установки стропил. Чтобы сформировать карниз из пиломатериалов с сечением 50х100 мм нарезаются бруски, длина которых составляет желаемую ширину свеса плюс 35-50 см, необходимые для крепления элемента. Для фиксации кобылок используются обычные или ершеные гвозди, обеспечивающие оптимальное сцепление между элементами каркаса. Монтаж осуществляется в следующей последовательности:

1. После завершения установи стропильных ног каркаса по шаблону вырезают необходимое количество кобылок, длина которых позволит сформировать достаточно широкий карниз. Количество кобылок соответствует количеству стропил.
2. Затем приступают к креплению кобылок крайних стропильных ног. Крепятся они внахлест на 35-50 см, при этом между мини прокладывается небольшой брусок- вставка.
3. Каждая кобылка фиксируется четырьмя гвоздями, по две с каждой стороны. Концы гвоздей нужно загнуть, чтобы крепление со временем не ослабилось.
4. Когда первая и последняя кобылка зафиксирована, между ними натягивают шнур, чтобы остальные элементы выравнивать по нему. Однако, этот метод не подходит при большой длине ската, так как шнур будет провисать.
5. После завершения монтажа кобылок приступают к креплению обрешетки стропильного каркаса. При этом на самих кобылках крепят либо сплошную, либо усиленную обрешетку, чтобы усилить свес кровли.
6. После завершения кровельных работ снизу карниз кроли зашивают с помощью вагонки, сайдинга или софитов. Эта операция необходима, чтобы защитить карниз от проникновения атмосферной влаги снизу, а также для придания кровле завершенного, аккуратного вида.

Технология крепления кобылок

Стропильная система крови с кобылками

Методы зашивки карниза

Устройство карнизного свеса ↑

Как уже было отмечено подшив карнизного вылета крыши с использованием дополнительного горизонтального элемента, кобылки, более сложный и трудоемкий вариант. В общих чертах монтажные работы проходят следующим образом.

В качестве конструктивного элемента используют доски с сечением в 100 или 150 на 30. Их можно заменить обрезками брусьев под стропила.

При наращивании стропильных ног широкая плоскость элемента должна лечь горизонтально, то есть под прямым углом к поверхности стены. При этом обычно ориентируются на кирпичную кладку либо на показания строительного уровня.

Следующим шагом на кобылки крепят подшивные доски

Учитывая вышесказанное, нижняя плоскость полученного короба расположится горизонтально.

Остается отделать или украсить короб
Здесь уже нет готовых рецептов – все будет зависеть от стилистики дома, а также личных предпочтений хозяев.

При устройстве карниза важно обратить внимание на то, что он не должен мешать кровле «дышать», то есть ничто не должно препятствовать попаданию и прохождению воздуха через подкарнизную часть в подкровельное пространство, а затем через покрытие кровли наружу. Это залог эффективной вентиляции, благодаря которой все элементы кровельной конструкции остаются сухими, и крыша служит значительно дольше.

Важно
По этой причине недопустимо использование в процессе монтажных работ герметиков типа монтажной пены либо силикона за исключением обработки труб.

karnizy-s-kobylkami-1
karnizy-s-kobylkami-2

Подшивные карнизы с использованием кобылок бывают разного вида. Разберем более детально устройство самого простого из них – обычного треугольного.

На заметку
Выносной карниз этого типа не только прост, но имеет еще одно важное преимущество – в отличие от других вариантов он не гудит, создавая неприятный шум, когда на дворе бушует зимняя вьюга.

Монтаж проводят, следуя следующим несложным правилам.

• Стропила обрезают вровень с уровнем наружных стен, причем выносной карниз не должен при этом нависать над стеной. Для случаев, когда он все-таки свешивается на стык, образованный на месте соединения стен со стропилами, прибивается карнизная доска, по которой будет проходить водосток.
• Вынос карниза обеспечивают кобылки, которые прибиты непосредственно к стропильным ногам. Стропила таким образом удлиняются. Этот способ довольно востребован и вот почему. Среди множества преимуществ такого подхода прежде всего отметим полноценную защиту пространства, образованного под карнизом – дождевая вода туда гарантированно не попадет даже при сильном ветре. Однако через зазор, образованный кобылками, в подкровельное пространство проникнет достаточный объем воздуха, чтобы обеспечить вентиляцию кровли.
• Снизу карнизный вылет можно оставить открытым либо закрыть, используя прифугованные или просто оструганные равные по ширине подшивные доски. Максимальная толщина их составляет 25 мм. Доски устанавливают перпендикулярно к стене, сохранив между ними вентиляционный зазор.
• Если карнизный вынос превышает расстояние для установки деревянной кобылки, то его крепят на консоли, которые заделаны в стену с помощью металлических анкеров. На этих участках конструктивные элементы заделываются на одной линии с консолью.
• Свесы на стенах, возведенных из камня, верхний край которых выложен кирпичом, также выполняют из кирпича. Следует учесть, что свес по ширине не может превышать 50% толщины стены. При устройстве свеса ряды шаг за шагом припускают не более, чем на треть от длины кирпича, однако не более 8 см.

https://youtube.com/watch?v=VIX7ZJfWuBw%3F

2021 stylekrov.ru

Декоративные возможности

Так как нижняя сторона навеса крыши является видимой, то напрашивается желание сделать эту часть сооружения более декоративной. Возможности к этому есть. Можно просто закруглить конечность каждой кобылки, а можно сделать их низ фигурным на всём видимом участке.

С помощью лобзика реально сделать фигурные вырезы в средней части досок. Тут надо знать меру и не переусердствовать с их чрезмерным количеством, что может ослабить конструктивную прочность кобылок.

Для большей декоративности видимые деревянные элементы целесообразно покрыть масляными красками или бесцветным лаком, чтобы сохранить текстуру дерева.

Общие сведения

Применение кобылок в стропильной системе чаще всего необходимо, когда стропила крепятся к мауэрлатам — специальным балкам, которые идут по стенам вдоль всего здания.

Мауэрлаты применяются в случае:

1. Конструкция деревянного перекрытия спроектирована отдельно от крыши.
2. Перекрытие здание осуществлено бетонными плитами.
3. Перекрытие здания из монолитного бетона.
4. Перекрытие отсутствует (складские помещения).
5. Мауэрлат связывает ряды колонн.

Мауэрлаты крепятся к стенам при помощи кусков толстой проволоки, которые предварительно монтируются в кладку стены.

К мауэрлатам закрепляются нижние опоры стропил при помощи гвоздей или скоб. При чрезмерной длине стропил для придания им дополнительной жёсткости применяются такие элементы, как подстропильные ноги. В случае отсутствия деревянных балок на бетонное перекрытие для упора ног снизу укладываются специальные балки лежни. Монтаж опорных ног для подпорки одновременно двух стропил может быть выполнен в форме буквы «п» с горизонтальной перемычкой сверху. Ноги могут подпирать не только стропила, но и центральный конёк крыши.

В помощь ногам используются укосы — это балки, закрепляемые под углом и обеспечивающие максимальную жёсткость конструкции.

Типы стропильных систем — чем они отличаются между собой

Выбирается тот или иной тип стропильной системы не спонтанно, а в зависимости от конструкции строящегося дома и его размеров. Далее о каждом виде стропильных систем.

Система с висячими стропилами

Они хороши для крыш с двумя скатами, где пролет не более 6 метров, а стен внутри не имеется. Внизу опорой стропил служит мауэрлат, а вверху – они опираются друг на друга. Еще имеется затяжка, уменьшающая распор стропил на стены дома. Балочные затяжки размещены в самом низу стропильных ног – они одновременно служат в качестве балок перекрытия. Кстати перекрытие верхнего этажа, выполненное из железобетона, тоже может играть роль затяжки. Если затяжку делают повыше, она уже называется ригелем. Если пролет между наружными стенами более 6 м необходимо применение опорных стоек и раскосов для поддержания стропильных ног. При этом длинна нижней части стропил т. е. части после подпорки, должна быть не более 4,5 м.

Перечислим несколько важных фактов об их конструкции:

• Опирать свес крыши на низ стропильных ног, выведенных за пределы стены, не стоит. Гораздо лучше для опоры таких стропильных систем крыши подойдет кобылка (при этом ширину свеса делают до метра). И тогда нога будет всей плоскостью опираться на мауэрлат. Сечение кобылок обычно меньше сечения стропильных ног.
• На скате нужно прибить ветровую доску, от конька к мауэрлату. Наклон делают от чердака. Это необходимо, чтобы крыша стала жесткой, не шаталась и не разрушалась ветром.
• Если влажность деревянного стропильного материала более 18 %, готовьтесь к тому, что система стропил после высыхания дерева может стать шаткой. Поэтому соединяйте такое дерево не гвоздями, а болтами – их подтянуть можно в случае чего. А еще лучше использовать винты или ершенные гвозди.

Наслонные стропильные системы

Они подходят для крыш, где пролет составляет от 10 до 16 м. Уклон может быть любым, а внутри здания должны быть несущие стены или колонны. Вверху стропила опираются на коньковый прогон внизу — мауэрлат. Коньковый прогон поддерживается либо внутренней стеной (лежнем), либо стойками. Так как нагрузки имеются лишь вертикальные, то в затяжке потребности нет.

Когда пролет большой (до 16 м), можно заменить прогон конька двумя боковыми, которые будут опираться на стойки. Чтобы стропильные ноги не гнулись, нужны подкосы и ригели. Если изготавливают мансарду, опорой наслонных строил можно сделать стену, высота которой от 1 до 1,5 м. Ну, или применить ломаную мансардную крышу (с ломаными скатами).

На что необходимо обращать особое внимание:

• Каждый из элементов данной системы не должен иметь толщину менее 5 см.
• Гладкая прогаблеванная поверхность всех узлов стропильной системы – необходимое условие. Так они не прогниют и не так сильно будут подвержены грибку.
• Добавление дополнительных узлов «от фонаря» в рассчитанную систему стропил запрещено. Иначе нагрузки могут возникнуть совсем не там, где нужно.
• Мауэрлат (его подошва) обязан лечь строго горизонтально относительно стен. Требует горизонтальности и поверхность стыковки мауэрлата со стропильной ногой. Иначе может и опрокинуться опора.
• Стойки и подкосы располагают максимально симметрично.
• Чтобы стропила не мокли и не подгнили, делают хорошую вентиляцию. Для этого в крыше мансарды предусматривают щели, в крыше чердака – продухи.
• Там, где стропильные узлы стыкуются с каменной кладкой, нужна гидроизоляция. А то конденсат испортит дерево.
• Не имеющая опоры или подкоса, нога стропил, делается длинной не более 4,5 м.

Крепление стропил к мауэрлату

Правильное крепление стропил к коньковому брусу и к мауэрлату является непременным условием профессионально выполненного монтажа крыши.

Для монтажа стропил к мауэрлату используют один из двух типов сопряжения:

• скользящий;
• жесткий. 

Выбор зависит от формы крыши и ее конструкционных особенностей, а соответственно от того, какие выбраны стропила – наслонные или висячие. 

Жесткий метод предполагает, что соединение стропил и мауэрлата выполняется таким образом, что исключается возможность поворотов, сдвигов, изгибов, кручения между этими двумя элементами (читайте: «Чем и как крепить стропила к мауэрлату»).

Для достижения такого результата можно воспользоваться одним из ниже перечисленных способов:

• используя уголки для крепления стропил и опорный подшивной брус;
• путем выполнения запила на стропильной ноге и дальнейшего закрепления соединения с помощью гвоздей, скоб и проволоки. 

Что касается второго метода, то его используют чаще, чем первый. Он предусматривает, что с боков под углом прибиваются гвозди в направлении друг к другу (в результате они перекрещиваются внутри мауэрлата). После этого третий гвоздь забивают вертикально. Полученные узлы крепления стропильной конструкции обеспечивают высокую жесткость (прочтите также: «Узлы крепления стропил — элементы конструкции»). 

Дополнительно оба способа сопряжения подстраховывают, используя крепление стропил к кирпичной стене или бетонной с помощью проволоки-катанки и анкеров. Подготавливают стропила к монтажу, если они имеют одинаковый угол наклона по всей кровле путем использования шаблона. 

Установка стропильной системы, детали на видео:

Скользящее соединение, его еще называют шарнирным, достигается при помощи создания специального крепежа, который обеспечивает возможность перемещаться свободно в заданных пределах одному из сопрягаемых элементов. В данном конкретном случае такой деталью является стропильная нога, а двигаться она будет по отношению к мауэрлату. 

Существуют следующие способы установки стропил к мауэрлату, обеспечивающие смещение:

• при помощи запила и последующей укладки стропила местом запила на мауэрлат;
• путем забивания с боков двух гвоздей наискосок в направлении один к другому;
• соединением с применением одного гвоздя, который прибивают в вертикальном положении сверху вниз сквозь стропильную ногу в мауэрлат. В качестве альтернативы можно использовать крепежные пластины для стропил, у которых имеются отверстия для гвоздей;
• методом крепления при помощи скобы;
• путем выпуска стропильной ноги за пределы стены с применением единичного крепления пластинами;
• при помощи использования специально разработанного для стропил стального крепежа, который называют «салазками». 

Все описанные способы с одной стороны дают возможность стропильной ноге упереться в мауэрлат, а с другой в случае подвижки конструкции ее элементы могут перемещаться по отношению друг к другу. 

Скользящий тип встречается при постройке домов довольно часто, особенно такое соединение стропил и мауэрлата популярно при обустройстве деревянных домов, которые возводятся из бревен или бруса. Со временем изначальная геометрия строения искажается, поскольку происходит усадка стен и использование жестких сопряжений приводит к тому, что целостность стен нарушается. Крепление стропил к срубу при помощи скользящего соединения позволяет бревенчатым стенам, фронтонам и другим элементам здания подстраиваться под усадку. 

Также не устраивается жестким способом крепление стропил в коньке. Сборку всей конструкции выполняют сначала на земле. Прежде, чем установить стропила для крыши выполняют замеры, выпиливают врезки в мауэрлате и стропильных ногах, после этого выполняют тщательную подгонку.

Почему не используют стропила большей длины

Первый способ, приходящий на ум для решения проблемы коротких скатов – удлинение стропил на требуемые 65-85 см в соответствие с расчетами по теореме Пифагора. Если учесть, что в зависимости от угла уклона кровли длина ребер каркаса может достигать 8-10 метров, то увеличение на кажущиеся небольшими величины приведет к росту нагрузки на каркас дома, которая и без этого достаточно велика.

Кроме этого, выход стропил за пределы стен потребует изготовления сложной пазовой системы крепления за мауэрлат. При установке нижним торцом процесс соединения происходит значительно проще. Удлинение стропил ведет и к росту массы деталей, что осложняет их подъем наверх. Работа по выравниванию нижних торцов длинных деталей для выведения их в общую плоскость также усложнена.

Использование кобылки позволяет немного снизить остроту данных проблем. Делается это за счет уменьшения толщины и ширины деталей, используемых для удлинения стропил. Если учесть, что нагрузка на нижние части ребер каркаса не велики, такой выход из ситуации считается оптимальным.

С висячими стропилами

Это системы, у которых стропильные ноги опираются только на наружные стены без промежуточных опор (несущих стен). Для двускатных крыш максимальный пролет составляет 9 метров. При установки вертикальной опоры и системы подкосов увеличить его можно до 14 метров.

Висячий тип стропильной системы двускатной крыши хорош тем, что в большинстве случаев нет необходимости ставить мауэрлат, а это делает установку стропильных ног проще: не нужно делать врубки, достаточно скосить доски. Для связи стен и стропил используется подкладка — широкая доска, которую крепят на шпильки, гвозди, болты, ригеля. При таком строении большая часть распирающих нагрузок компенсирована, воздействие на стены направлено вертикально вниз.

Виды стропильных систем с висячими стропилами для разных пролетов между несущими стенами

Стропильная система двухскатной крыши для небольших домов

Существует дешевый вариант стропильной системы, когда она представляет собой треугольник (фото ниже). Такое строение возможно, если расстояние между наружными стенами не более 6 метров.  Для такой стропильной системы можно расчет по углу наклона не делать: конек должен быть поднят над затяжкой на высоту не менее 1/6 длины пролета.

Но при таком построении стропила испытывают значительные изгибающие нагрузки. Для их компенсации или берут стропила большего сечения или врубку коньковой части делают так, чтобы их частично нейтрализовать. Для придания большей жесткости в верхней части с обоих сторон прибивают деревянные или металлические накладки, которые надежно скрепляют вершину треугольника (тоже смотрите не картинке).

На фото также показано, как дорастить стропильные ноги для создания свеса кровли. Делается врубка, которая должна выходить за пределы линии, проведенной от внутренней стены вверх. Это необходимо, чтобы сместить место надреза и уменьшить вероятность надлома стропила.

Коньковый узел и крепление стропильных ног к подкладной доске при простом варианте системы

Для мансардных крыш

Вариант с установкой ригеля — используется при организации под крышей жилого помещения — мансарды. В этом случае он является основой для подшивки потолка расположенного ниже помещения. Для надежной работы системы такого типа, врубка ригеля должна быть безшарнирной (жесткой). Лучший вариант — полусковороднем (смотрите на рисунке ниже). В противном случае крыша станет неустойчивой к нагрузкам.

Стропильная система двухскатной крыши с приподнятой затяжкой и узел врубки ригеля

Обратите внимание на то, что в этой схеме присутствует мауэрлат, а стропильные ноги для повышения устойчивости конструкции должны выходить за пределы стен. Для их закрепления и стыковки с мауэрлатом делается врубка в виде треугольника. В этом случае при неравномерной нагрузке на скаты, крыша будет более стабильна

В этом случае при неравномерной нагрузке на скаты, крыша будет более стабильна.

При такой схеме почти вся нагрузка ложится на стропила, потому их необходимо брать большего сечения. Иногда приподнятую затяжку укрепляют подвеской. Это необходимо для предотвращения ее прогиба, если она служит опорой для материалов обшивки потолка. Если затяжка небольшой длины, ее можно подстраховать по центру с двух сторон досками, прибитыми на гвозди. При значительной нагрузке и длине таких страховок может быть несколько. В этом случае тоже достаточно досок и гвоздей.

Для больших домов

При значительном расстоянии между двумя наружными стенами устанавливается бабка и подкосы. Такая конструкция обладает высокой жесткостью, так как нагрузки компенсированы.

Стропильная система двухскатной крыши для большого пролета и узлы врубки конька и стропил

При таком длинной пролете (до 14 метров) сделать затяжку цельной сложно и дорого, потому ее делают из двух балок. Соединяется она прямым или косым прирубом (рисунок ниже).

Прямой и косой прируб для соединения затяжки

Для надежной стыковки место соединения усиливается стальной пластиной, посаженной на болты. Ее размеры должны быть больше размеров врубки — крайние болты вкручиваются в цельную древесину на расстоянии не менее 5 см от края врубки.

Для того чтобы схема работала нормально, необходимо правильно сделать подкосы. Они передают и распределяют часть нагрузки от стропильных ног на затяжку и обеспечивают жесткость конструкции. Для усиления соединений используются металлические накладки

Крепление подкосов для стропильной системы висячими стропилами

При сборке двухскатной крыши с висячими стропилами сечение пиломатериалов всегда больше, чем в системах с наслонными стропилами: точек передачи нагрузки меньше, следовательно на каждый элемент приходится большая нагрузка.

Кобылка в стропильной системе

Сделать это можно, как в старые добрые времена, гвоздями. Можно и современными саморезами, винтами по дереву, шурупами и прочими металлическими или деревянными нагелями. Но далее мы рассмотрим расчет именно гвоздевого соединения кобылки со стропильной ногой по той причине, что ни винты, ни саморезы сами по себе не увеличивают прочность соединения при действии рассматриваемых сил, а только увеличивают прочность общей сборки кровельной конструкции.

Например, мы продолжаем расчет кровли, рассмотренный в отдельном примере:

Рисунок 228.2. Определение длины стропильной ноги — балки.

Как мы уже выяснили, изгибающий момент на опоре — мауэрлате составляет M = 14500 кгс·см.

Кобылка – кровля со стропилами, удлиненными кобылками

При этом опорная реакция для консоли при нагрузке q = 326.1 кг/м  и принятой длине консоли k = 1 м составит

А = qk = 326.1·1 = 326.1 кг

Дальнейший расчет будет производиться на основании расчетных предпосылок, изложенных отдельно.

Если кобылка (ширина с = 5 см) со стропильной ногой (ширина с = 5 см) будет сбиваться 2 гвоздями диаметром 0.5 см (5 мм), длиной 10 см и расстояние между гвоздями принять s = 20 см (для уменьшения нагрузки на гвозди при разложении момента), то максимальная срезающая сила будет действовать только на один из гвоздей и составит:

Т_тр = A/2 + M/s = 326.1/2 + 14500/20 = 888.05 кг

Между тем, согласно таблице 17, п.2.а) и рисунку 8.б). максимальная несущая способность одного гвоздя диаметром 0.5 см на срез составит:

Т_с = 35cd = 35·5·0.5 = 87.5 кг

При этом максимальная несущая способность при изгибе гвоздя будет составлять

Т_и = 250d2 + a2 = 250·0.52 + 52 = 87.5 кг (и не более 400d2 = 400·0.52 = 100 кг)

Таблица 17 (согласно СНиП II-25-80) 

Рисунок 8. (согласно СНиП II-25-80) Нагельные соединения

а) симметричные, б) несимметричные

Т.е. расчетным следует считать минимальное значение, а именно Т_с = 78.5 кг. А это значит, что двух гвоздей для надежного крепления кобылки нам явно не хватит, необходимо как минимум увеличивать расстояние между гвоздями для уменьшения срезающей силы, кроме того увеличивать количество гвоздей, да и количество рядов гвоздей тоже можно удвоить.

Таким образом, если мы примем в одном ряду 4 гвоздя, всего 2 ряда и расстояние между крайними гвоздями, исходя из допустимой максимальной срезающей силы составит

Т_тр = А/8 + 9М/2·10s

тогда

s = 9M/20(Т_тр — А/8) = 9·14500/20(87.5 — 326.1/8) = 139.6 см

Это очень большое расстояние между крайними гвоздями в ряду, а значит количество гвоздей можно увеличить, например до 12, по 6 гвоздей в каждом ряду, тогда

s = 50M/140(Т_тр — А/12) = 50·14500/140(87.5 — 326.1/12) = 85.8 см

При этом расстояние между осями гвоздей составит 85.8/5 = 17.2 см. А чтобы гвозди не раскалывали стропильную ногу и кобылку, необходимо соблюдать требования СНиП. Для наглядности воспользуемся картинкой, составленной на основе этих требований:

Рисунок 442.1.

Минимально допустимые расстояния между осями гвоздей.

Из этой картинки следует, что расстояние между осями соседних гвоздей в ряду, а также от оси крайнего гвоздя до среза кобылки или стропильной ноги должно быть не меньше s₁ = 15d = 15·0.5 = 7.5 см (так как у нас ширина кобылки и ширина стропильной ноги равны 5 см, т.е. 10d), расстояние между осями рядов не менее s₂ = 4d = 4·0.5 = 2 см, и расстояние от оси гвоздя до верха или низа элементов конструкции не менее s₃ = 10d = 10·0.5 = 5 см.

А это значит что высоту кобылки из конструктивных соображений следует принимать не менее 5 + 5 + 2 =  12 см.

Теперь проверим, возможно ли, соблюдая эти условия, использовать 8 гвоздей в ряду.

s = 98M/336(Т_тр — А/16) = 98·14500/336(87.5 — 326.1/16) = 63.01 см

При этом расстояние между осями соседних гвоздей составит 63.01/9 = 9 см.

Если для ровного счета принять расстояние s₁ = 10 cм, то общая длина кобылки с учетом опорного участка составит 1.8 м.

Как видим и в этом случае конструктивные требования выполняются, хотя можно рассматривать еще и другие варианты, например изменить диаметр гвоздей. Но как по мне, лучше уменьшить длину кобылки хотя бы на 20 см. При этом опорная реакция уменьшится на 20%, а момент на опоре на все 34%.

Тут может возникнуть такой вопрос: а что будет, если кобылка прибита на глаз 4 гвоздями и при этом расстояние между крайними гвоздями 30 см? Отвечаю, в этом случае кровельный материал, который мы при расчетах не учитывали, вступит в работу, а кроме того, если под кобылкой есть стена, то в результате поворота у консоли — кобылки появится дополнительная опора и в этом случае для расчетов следует использовать другую расчетную схему. Но в любом случае этого лучше не допускать.

Процесс установки

Строительство каркаса крыши, в котором планируется использовать кобылки для удлинения стропильных ног, ведется по стандартной технологии. После установки стропил на мауэрлат, необходимо подготовить кобылки – их количество должно соответствовать количеству стропильных ног.

Размер кобылки зависит от проекта кровли – длина выбирается в соответствии с запланированной шириной свеса, и к ней прибавляется 30–50 см на крепеж. Чем длиннее кобылка, тем больше должен быть запас на крепление, чтобы обеспечить жесткость конструкции и исключить проседание края крыши под нагрузкой. Для их изготовления используют доску подходящего сечения или обрезки бруса, оставшиеся от монтажа стропил.Кобылки монтируют на завершающем этапе возведения каркаса кровли:

Готовят шаблон кобылки, по которому вырезают необходимое количество элементов. Каждый из них обрабатывают огнебиозащитным составом.
Монтируют кобылки на стропильные ноги с нахлестом в 30–50 см, выровняв верхние торцы элементов. Крепиться они могут с помощью ершенных либо обычных гвоздей

Важно обеспечить качественное сцепление для чего используется по четыре гвоздя на каждый узел. Вбиваются они по два с каждой стороны

Концы гвоздей следует загнуть, чтобы крепеж со временем не ослаб. Для крепления также применяют болты.
Пример использования болтов для крепления кобылок со стропилами
В первую очередь крепят крайние кобылки на скате, тщательно измерив размеры нахлестов. Затем между этими элементами натягивают шнур и по нему монтируют остальные. Метод подходит для скатов относительно небольшой длины, на которой шнур не будет провисать.
Если конструкция свеса предполагает использование консолей, конец кобылки крепится заподлицо с горизонтальной балкой.
Чтобы усилить кровельный свес, поверх кобылок монтируют учащенную или сплошную обрешетку, что добавляет жесткость конструкции.
После завершения устройства кровельного покрытия, карниз подшивают.

Правильно подшитый софитом, сайдингом или досками карниз эстетично выглядит, не позволяет влаге попадать на стропильную систему и не мешает свободной вентиляции крыши. Существует два варианта подшивки карнизного свеса:

1. диагональные планки монтируют непосредственно по кобылкам;
2. предварительно устанавливают на стене постройки горизонтальные опорные бруски для создания короба и крепят элементы подшивки перпендикулярно стене.

Диагональная подшивка свеса кровли

На завершающем этапе зашивают торцевую часть карнизного короба, устанавливают ветровой уголок вдоль ската – эти элементы защищают каркас крыши от капель во время косых дождей, не позволяют сильному ветру с шумом продувать конструкции и придают завершенный вид облику крыши.