ДЕРЕВЯННЫЕ НАСЛОННЫЕ СТРОПИЛА СКАТНЫХ КРЫШ

Общие данные.

Наслонные стропила (рис. 141) состоят из поперечных элементов (рис. 143, 144, 146 и 147) и продольных элементов (рис. 142).

Основными поперечными элементами являются стропильные ноги, которые воспринимают нагрузку от собственного веса крыши, снега и ветра и передают её на наружные и внутренние опоры. Стропильные ноги выполняются из брёвен, брусьев, пластин или досок леса марки «2» (2-й сорт).

Расстояние между стропильными ногами из брёвен и пластин обычно 1,5 - 2,0 м, а из досок 1,0 - 1,75 м. При пролётах в 4,5 - 6,0 м стропила могут быть выполнены из брёвен диаметром 18 - 20 см или пластин из них. У брёвен обтёсывается только верхний кант для удобства укладки обрешётки, внизу же бревно, во избежание излишнего ослабления, оставляется без обтёски. Дощатые стропильные ноги делаются обычно из досок 6 х 22 см. Окончательно размеры сечений устанавливаются расчётом, но, независимо от результатов его, сечение стропильных ног должно иметь размеры: из брёвен - не менее d = 12 см, из пластин - не менее d/2 = 14/2 см, из досок - не менее 4 х 15 см.

Для уменьшения рабочего пролёта стропильных ног ставятся подкосы, воспринимающие сжимающие усилия (рис. 143, фиг. 2 и 4). Иногда подкосы ставят для увеличения жёсткости всей системы стропил; в этом случае их называют подкосами, жёсткости, (рис. 143, фиг. 3).

Подкосы выполняют из брёвен или брусьев, реже - из досок. Сечение подкосов должно иметь размеры: из брёвен - не менее d = 10 см, из брусьев - не менее 8 х 8 см, из двух досок - не менее 2,5 х 15,0 см.

Для восприятия распора, возникающего в некоторых конструкциях наслон-ных стропил, ставятся ригели (повышенные затяжки) (рис. 146, фиг, 4). Ригели ставятся также для увеличения жёсткости всей системы стропил; в этом случае их называют ригелями жёсткости (рис. 146, фиг. 3). Ригели выполняются большей частью из досок и пластин. Сечение их должно иметь размеры: из пластин- не менее d/2 = 13/2 см, из досок - не менее 2,5 х 15,0 см.

Стропильные ноги опираются на мауэрлат, распределяющий сосредоточенную нагрузку от стропил равномерно вдоль всей наружной стены. В каменных зданиях при частой расстановке стропил (1,0- 1,5 м), а при стенах из малопрочных материалов независимо от расстояния между стропильными ногами, мауэрлаты укладываются по всему периметру наружных стен (рис. 141, фиг. 1 и 2). В местах примыкания к кирпичной кладке мауэрлат с двух сторон опиливается. Все места соприкасания мауэрлата с кладкой следует антисептировать, а между кладкой и мауэрлатом прокладывать изоляционную бумагу или толь. Мауэрлат обычно выполняется из брёвен диаметром в 18 - 20 см. При редкой расстановке стропильных ног (более 1,5 - 2,0 м) взамен сплошных мауэрлатов укладывают отдельные коротыши длиной в 60 - 80 см только в местах опирания стропильных ног (рис. 145, фиг. 3).

Чтобы мауэрлаты и концы стропильных ног были доступны для осмотра, нижняя поверхность мауэрлата должна отстоять от верха чердачного перекрытия не менее, чем на 35 - 50 см. В пролёте между наружными стенами стропильные ноги опираются на один или несколько продольных прогонов (рис. 141, фиг. 1, 2 и 3), которые являются основными продольными элементами наслон-ных стропил.

Своими концами прогоны опираются на торцовые стены здания (рис. 142, фиг. 1, 2 и 3), на поперечные стены лестничных клеток и на брандмауэрные стены, которые из пожарных соображений выводятся на всю высоту чердака, а в промежутках между поперечными стенами - на деревянные стойки (рис. 141, фиг. 1), подкосы (фиг. 2) или, наконец, на небольшие шпренгели (фиг. 3). Опорами стоек и подкосов служат внутренние стены (фиг. 1) или столбы (фиг. 2). Иногда опорой прогона служат кирпичные или железобетонные столбы, которые продолжаются на всю высоту чердака.

Прогоны делаются из брёвен диаметром в 20 - 26 см или из брусьев сечением от 18 х 18 см до 26 х 26 см. Сечение прогонов определяется расчётом. Обычно прогоны являются самым мощным элементом наслонных стропил, так как при сравнительно больших пролётах они несут нагрузку от нескольких стропильных ног. Стойки делаются из кругляка диаметром в 13 - 20 см или из брусьев сечением в 12 х 12 см и более.

Конструктивная схема прогона выбирается в зависимости от расстояния между опорами. При пролётах l =3,0 - 4,6 м (рис. 142, фиг. 4) применяется консольно-балочная схема. Как уже было указано 2, консоли уменьшают изгибающий момент в прогоне и потому позволяют уменьшить и его сечение. Стыки прогонов располагают на расстоянии 0,15 - 0,20 l от опоры. Для уменьшения прогиба прогона устанавливаются подбалки. Стойку врубают в подбалку шипом, а подбалку соединяют с прогоном болтами. Для придания этой конструкции продольной жёсткости рекомендуется через 4 - 5 пролётов между стойками ставить шпренгели. Детали шпренгеля см. рис. 149, фиг. 2. Деталь заделки прогона в стену показана на рис. 145, фиг. 6. Конец прогона желательно закреплять анкером в кладку торцовой стены.

На рис. 142, фиг. 3 показана схема продольного прогона, применяемая при пролётах в 3,5 - 5,0 м при наличии продольной стены или продольной балки в чердачном перекрытии (например железобетонной), на которую может быть передана часть нагрузки от стропил через подкосы, расположенные под каждой стропильной ногой (рис. 141, фиг. 1).

По прогону (рис. 142, фиг. 3) укладывается в этом случае лежень, в который упираются поперечные подкосы. Прогон без подбалок опирается на стойки, расположенные над столбами. Посредине пролёта прогон подпёрт продольными подкосами, расположенными попарно, через одну стойку. В местах сопряжения подкосов и стоек с прогонами забиваются скобы из круглого железа (d = 10 - 12 мм). На рис. 142, фиг. 2 изображена схема продольного прогона, применяемая при пролётах в 4,5 - 6,0 м. Парные продольные подкосы, расположенные у каждой стойки, подпирают прогон в третях пролёта. Стык прогона сделан по середине пролёта. Как и в предыдущей схеме, прогон с подкосами и стойками скреплён скобами. На рис. 142, фиг. 1 изображён вариант этой схемы при наличии продольной стены; каждая стропильная нога подпёрта подкосом, передающим нагрузку через лежень на продольную стену (рис. 141, фиг. 1).

Указанные схемы продольных элементов применимы как для двускатных, так и для односкатных наслонных стропил.

Наслонные стропила односкатных крыш.

Когда отсутствуют промежуточные опоры при односкатной крыше, наслонными стропилами можно перекрыть пролёт не более 4,5 - 6,0 м; в этом случае стропильные ноги опираются на мауэрлаты, передающие давление на наружные стены (рис. 143, фиг. 1). На рис. 143, фиг. 2 показана стропильная нога с подкосом, опёртым на мауэрлат, положенный на обрез стены на уровне верха чердачного перекрытия.

При наличии одной промежуточной опоры стропильные ноги опирают на мауэрлаты наружных стен и на продольный прогон, опёртый на стойки, устанавливаемые на промежуточные опоры. На рис. 143, фиг. 3 показаны стропила с одним рядом стоек и подкосами жёсткости только против стоек, а на фиг. 4- стропила с одним рядом стоек и с подкосами у каждой стропильной ноги.

Конструкция наслонных стропил при двух промежуточных опорах показана на рис. 144, фиг. 1 и 2. В схеме, показанной на фиг. 2, на промежуточную опору передаётся одностороннее давление от подкосов, поэтому в местах расположения стоек ставятся распорки.

При большой ширине здания и односкатной крыше (рис. 143, фиг. 4) наружная стена может достигать в пределах чердака значительной высоты. Для укрепления её против ветра в системе стропил ставят дополнительные подкосы. Тогда при ветре слева большая часть ветровой нагрузки передаётся подкосом Б на мауэрлат А, расположенный на уровне чердачного перекрытия. Детали рассмотренных стропил показаны на рис. 145, 148 и 149.

В мауэрлатах и прогонах в местах опирания на них стропильных ног вытёсывают горизонтальные площадки.

Опирание на мауэрлаты бревенчатой стропильной ноги показано на рис. 145, фиг. 1 (верхний мауэрлат) и фиг. 2 (нижний мауэрлат), а дощатой и из пластин- на рис. 145, фиг. 3.

Во избежание сноса крыши ветром нижние части стропильных ног через одну должны быть прикреплены скруткой из 2 - 3 проволок (d -2 - 3 мм) к костылю, заделанному в стену на 200 - 300 мм ниже мауэрлата (рис. 145, фиг. 1 и 2). Стропильные ноги прикрепляются к мауэрлатам также при помощи скоб; в районах с сильными ветрами мауэрлаты в свою очередь прикрепляются проволокой или скобами к кладке. Опирание на продольный прогон бревенчатой стропильной ноги показано на рис. 145 фиг. 4 и 5, а дощатой и из пластин - на фиг. 7 и 8. Стойка соединяется с прогоном шипом (фиг. 4, 5, 7 и 8).

Стыки стропильных ног следует назначать так, чтобы использовать полную длину бревна или доски; стык может быть расположен на стойке (рис. 143, фиг. 3) или на консоли (рис. 143, фиг. 4 и, рис. 144, фиг. 1).

Стык стропильных ног следует решать косым прирубом, основные размеры которого указаны на рис. 145, фиг. 4, 5, 7 и 8.

Бревенчатые стропильные ноги связываются в стыке болтами (d = 12 - 16 мм), а дощатые - гвоздями диаметром в 5,0 - 5,5 мм.

Наслонные стропила двускатных крыш.

При наличии одной промежуточной опоры, расположенной по середине пролёта, стропильные ноги опираются концами на мауэрлаты наружных стен и на средний продольный прогон - коньковый. Если пролёт можно перекрыть без дополнительных подкосов, то в местах стоек ставятся только подкосы или ригели жесткости.

Если подкосы необходимы, их ставят у каждой стропильной ноги и упирают внизу на лежень (рис. 146, фиг. 1). При наличии промежуточных опор в виде отдельных столбов подкосы обычно ставят только у стоек, а стропильные ноги опирают на продольные прогоны, уложенные поверх подкосов (рис. 146, фиг. 2 и рис. 141, фиг. 2).

При двускатной симметричной крыше и наличии одной промежуточной опоры, смещенной относительно середины пролёта (рис. 146, фиг. 4), левую стропильную ногу опирают на мауэрлат, на прогон А, уложенный на стойки, и на подкос В, а правую стропильную ногу - на мауэрлат и на подкос С. При одной средней опоре наслонные стропила можно конструировать и без продольных элементов. Дощатые наслонные стропила, решённые по этому типу, при положении промежуточной опоры по середине пролёта, показаны на рис. 147, фиг. 1; на том же рисунке пунктиром показана схема таких стропил при смещенной средней опоре. В обоих случаях стропильные ноги опираются на наружные стены и на подкосы. Для восприятия распора примерно на уровне верха подкосов ставится ригель.

При железобетонном чердачном перекрытии с одной средней опорой (рис. 146, фиг. 3) для уменьшения пролёта стропильных ног можно установить 2 ряда стоек с прогонами. При этом стойки ставят недалеко от опоры, благодаря чему изгибающие моменты в железобетонных балках возрастают незначительно.

При наличии двух опор, для стропильных ног могут быть применены брёвна (брусья), длина которых меньше расстояния от мауэрлата до конька; в этом случае к концам брёвен (брусьев) прибивают доски (рис. 146, фиг. 3), которые сопрягают в коньке вполдерева (рис. 148, деталь 12). Для увеличения общей жёсткости этой системы стропил в поперечном направлении, и частичного вое-, приятия распора обязательно устройство ригеля жёсткости. Указанные типы стропил применяются для пролётов от 10 до 12 м, при расстановке их через 1,5- 1,75 м.

При двух рядах промежуточных опор стропила устраивают по рис. 147 (фиг. 2 и 3). На фиг. 2 показаны стропила с подкосами у каждой стропильной ноги, а на фиг. 3 - с подкосами жёсткости только против стоек и с балочно-консольным прогоном (рис. 142, фиг. 4).

Для увеличения жёсткости стропил в поперечном направлении и восприятия распора, возникающего из-за отсутствия прогона в коньке, в среднем пролёте обеих схем необходимо устройство ригеля. При небольшом распоре ригель можно ставить только в местах стоек (рис. 147, фиг. 2), выполняя его в виде парных схваток.

При распоре значительной величины ригели рекомендуется ставить у каждой стропильной ноги в виде одиночной нашивной доски (фиг. 3).

Стропильные ноги, при наличии подкосов у каждой из них, желательно укладывать на продольный прогон так, чтобы они не совпадали со стойкой; в противном случае получается сложный узел в месте сопряжения подкосов стропильных ног, подкосов продольного прогона и стойки. При устройстве подкосов жёсткости такое решение все же неизбежно.

На рис. 148, 149 и 150 изображены те детали стропил двускатных крыш, которые отличаются от разобранных выше деталей стропил односкатных крыш. Сопряжение стропильных ног двускатных крыш в коньке при отсутствии конькового прогона показано на рис. 148 (фиг. 1 и 2), а при наличии конькового прогона - на фиг. 3, 4 и 5, причём на фиг. 1, 2, 5 показано сопряжение дощатых стропильных ног, на фиг. 3 - дощатой стропильной ноги с бревенчатой, а на фиг. 4 - бревенчатых стропильных ног.

Бревенчатые стропильные ноги сопрягаются в коньке врубкой вполдерева со стяжным болтом, а дощатая стропильная нога с бревенчатой - врубкой, внахлестку доски в бревно, скрепленной гвоздями.

Дощатые стропильные ноги сопрягаются либо внахлестку (рис. 148, фиг. 1 и 5 а), либо вполдерева (фиг, 2 и 5 б), причём в обоих случаях скрепляются между собой гвоздями. Толщину досок при примыкании вполдерева следует назначать не менее 50 - 60 мм. Сопряжение на гвоздях дощатого ригеля и ригеля, выполненного из пластины, с бревенчатой стропильной ногой показано на фиг. 6 и 7, Сопряжение подкосов со стропильными ногами и прогонами, как правило, следует выполнять лобовой врубкой (фиг. 8 и 9). В месте примыкания подкосов к стропильным ногам и прогонам ставятся- скобы. Сопряжение бревенчатых подкосов со стропильными ногами из досок и пластин показано на фиг. 10 и 11.

На рис. 149, фиг. 1 показано опирание стойки, а на фиг. 4 и 5 - стойки и подкосов жёсткости на пластину, служащую для связи двух рядов стоек. Устройство узла, в котором сходятся стойки, подкосы под прогон и подкосы под стропильные ноги при одном ряде промежуточных опор, показано на фиг. 7, а при двух рядах промежуточных опор - на фиг. 6. Опирание стойки, подкосов под прогон и подкоса жёсткости на подкладку, при совпадении их в одном узле, показано на фиг. 3. Пунктиром показано положение второго подкоса жёсткости при наличии такового.

Во всех трёх случаях примыкание элементов друг к другу решается непосредственно упором. Прирубка одних подкосов без стойки к лежню (при несовпадении местоположения стойки и подкосов) показана на фиг. 8. Врезка лежня в подкладку должна быть не менее 2 см.

При устройстве промежуточного опирания стропил все рабочие элементы, для обеспечения свободного проветривания их во избежание загнивания, не должны засыпаться утеплителем.

Устройство промежуточною опирания на железобетонное чердачное перекрытие зависит от конструкции последнего. Промежуточное опирание наслон-ных стропил на железобетонные балки с плитой по низу показано на рис. 149, фиг. 5 и 8. В этом случае на железобетонную балку в местах расположения подкосов укладывают антисептированные подкладки, на которые и опирают лежень; между подкладкой и железобетонной балкой прокладывается несколько слоев толя. Во избежание сдвижки лежень врубается в подкладку, а последняя в месте примыкания её к железобетонной балке имеет врезку.

Для утепления железобетонных балок к подкладкам с двух сторон прибивают доски толщиной в 25 - 30 мм, между которыми поверх железобетонных балок насыпают шлак или другой утеплитель.

Промежуточное опирание, наслонных стропил на бетонные колонны, выпущенные внутрь чердака, показано на рис. 149, фиг. 3. В этом случае наслонные стропила опираются на антисептированные подкладки. Между подкладкой и верхом колонны прокладывается несколько слоев толя. При наличии значительного распора подкладки прикрепляют к выпускам арматуры при помощи скоб.

В случае несовпадения промежуточных опор стропил с колоннами, стропила опирают на кирпичные столбики размером 25 х 25 х 30 см, располагаемые над балками или прогонами железобетонных перекрытий (рис. 149, фиг. 4). В каменных зданиях с деревянными чердачными перекрытиями наслонные стропила опирают на внутренние кирпичные стены или столбы; в рубленых зданиях - на верхний венец рубленых стен.

Детали устройства дощатых наслонных стропил на гвоздях, при отсутствии продольных элементов (см. схему рис. 147, фиг. 1), показаны на рис. 150. На фиг. 1 показана врубка подкосов стропил в лежень, уложенный по промежуточным опорам, и на фиг. 2 - опирание стропильной ноги на мауэрлат.Сопряжение ригеля, подкосов и стропильной ноги между собой показано на фиг. 3; в месте примыкания подкоса к стропильной ноге ставятся парные накладки Б. Ригель А, в виде одной доски, прибит сбоку. В коньке стропильные ноги взаимно упираются скошенными торцами и связываются парными накладками (фиг. 3).

Наслонные стропила вальмовых крыш.

Наслонные стропила вальмовых крыш состоят из следующих основных элементов: 1) диагональных (накосных) стропильных ног и 2) стропильных ног (нарожников), опирающихся на диагональные ноги.

Диагональные стропильные ноги, опирающиеся на углы наружных стен и на промежуточные опоры внутри здания, имеют обычно большую длину (более 6,5 м) и несут значительную нагрузку. Промежуточной опорой диагональных стропильных ног могут служить:

1) стойка А, передающая давления на деревянную или стальную балку, опёртую на наружные стены (рис. 151, фиг. 1) при пролётах балок не более 4-5 м;

2) верхний узел треугольной фермы К при пролётах балок до 7 м (рис. 151, фиг. 3, деталь 28);

3) стойка Б, устанбвленная на железобетонный прогон, балку или колонну (рис. 152, фиг. 1) при наличии железобетонного чердачного перекрытия;

4) подкос В, опирающийся нижним концом на опору внутри здания (рис. 152, фиг. 2, диагональный разрез а - а).

Диагональная стропильная нога может быть опёрта на угол здания (непосредственно на сопряжение двух мауэрлатов, рис. 151, фиг. 3, деталь 23) или на балку (накосный ригель, рис. 151, фиг. 2, деталь 24).

Опирание диагональной стропильной ноги на балку (накосный ригель) и врубка накосного ригеля в мауэрлаты показаны на рис. 153, фиг. 1; деталь примыкания ноги к сопряжению двух мауэрлатов в углу - на фиг. 2. Недостатком такой конструкции является непосредственная врубка диагональной стропильной ноги в ослабленное сопряжение (врубка вполдерева) двух мауэрлатов в углу. В обоих случаях для прикрепления обрешётки карниза к диагональным ногам, прибиваются кобылки.

Опирание диагональной стропильной ноги в коньке зависит от расположения и количества промежуточных опор и конструкции основных наслонных стропил. При наличии одной промежуточной опоры по середине пролёта диагональную стропильную ногу следует опирать на консоли А продольного прогона (рис. 153, фиг. 3).

При двух промежуточных прогонах и отсутствии конькового прогона (рис. 151, фиг. 3 и рис. 152, фиг. 2, детали 26 и 27) опирание концов диагональных стропильных ног может быть осуществлено на прибоинах Б, прикреплённых гвоздями к стропилам (рис. 154, фиг. 3, деталь 26); в этом случае желательно также промежуточное опирание диагональных ног на прогон (рис. 154, фиг. 2 и рис. 151, фиг. 3, деталь 27).

При невозможности прикрепления диагональных стропильных ног к основным стропилам (например при лёгких дощатых стропилах в среднем пролёте) их опирают в коньке на стойку Г, которая передаёт давление на балку, уложенную на продольные прогоны (рис. 152, фиг. 1, деталь 31 и рис. 153, фиг. 4).

Опирание диагональной стропильной ноги на стойку (бабку) треугольной фермы (рис. 151, фиг. 3, деталь 28) показано на рис. 154, фиг. 4. В этом случае на бабке нарубается шип, на который и насаживается диагональная стропильная нога с выбранным в ней гнездом. Помимо этого, диагональная нога скрепляется со стойкой хомутом. Затяжка фермы опирается на стены ниже мауэрлата (рис. 151, фиг. 3, деталь 29 и рис. 154, фиг. 5).

Нарожники врубаются в диагональные ноги полусковороднем (рис. 154, фиг. 1) не один против другого, а вразбежку, чтобы врубка нарожников не ослабляла значительно диагональных ног. Нарожники располагаются на расстоянии 1,75 - 2,0 м, как и стропильные ноги всей крыши. Диагональные ноги, расположенные на ребре, стёсываются под углом (рис. 153, фиг. la), а расположенные в ендове - желобком (фиг. [б] для) укладки на них обрешётки.