Компоненты системы обрешетки: два стропила поддерживаются и крепятся к внешней стене (мауэрлату) на нижнем конце и к горизонтальному коньку на верхнем конце. Этот конек поддерживается вертикальной стойкой, закрепленной на средней стене. Это классическая система “хлопок и петля”, подходящая для двускатных крыш. Для односкатных крыш действуют те же правила, но по-другому. Стропила, составляющие стропильную систему, устанавливаются на противоположной несущей стене (всего два стропила). Внутренние перегородки не требуются. Фактически, эту функцию выполняет более высокая стена.
Для увеличения несущей способности стропильной конструкции в систему вводятся толкающие стойки. Наличие этих стоек увеличивает длину верхнего пролета. Для односкатных крыш при пролетах до 4,5 м можно использовать складные стропила без установки толкающих стоек. При использовании толкающих стоек эта возможность расширяется до 6 м. Аналогичная тенденция наблюдается и в случае двухскатных крыш. Двухскатные конструкции с одной промежуточной стойкой используются при пролетах до 9 м. При установке толкающих стоек максимальная длина пролета увеличивается до 10 м. При использовании толкающих стоек в сочетании с прогоном (поперечная балка, соединяющая пару стропил) пролет увеличивается до 14 м.
Особенности наслонных стропил
Существует несколько типов подкосных конструкций, включая подкосные конструкции без ограничений, подкосные конструкции с дополнительными толкающими стойками, сжатые и подстропильные балки. Основные характеристики балок следующие Подвесные стропила без подкосов Этот тип подкосных стропил не обеспечивает прогиба относительно внешней стены. Растягивающие напряжения уравновешиваются специальной комбинацией креплений.
Одна сторона стропила всегда жестко закреплена, а другая сторона всегда имеет скользящую опору. Это гарантирует отсутствие расширения. Жесткое крепление может означать, что узел зафиксирован, но ему разрешено поворачиваться на шарнире (одна степень свободы). Существует также жесткое защемление стропил, при котором любое смещение невозможно (ноль степеней свободы). Большую степень свободы имеет скользящий шарнир, который позволяет стропилам поворачиваться, а также перемещаться в горизонтальной плоскости (степень свободы: 2). Особенностью бесшарнирной конструкции является то, что в ней всегда присутствуют как жесткие, так и скользящие шарниры. Это гарантирует, что стропила могут изгибаться под действием нагрузки, не передавая напряжение на стену.
Варианты закрепления стропильных ног
Нижний конец стропила жестко закреплен, а верхний конец свободно закреплен (скользящая опора) Нижний конец стропила жестко закреплен на мауэрлате (1 степень свободы) с помощью долбления. В качестве альтернативы они могут быть шарнирно закреплены с помощью опорного материала.
Верхние концы стропил имеют горизонтальный срез фаски. Если это невозможно, то нижние концы стропил обрезаются брусом и закрепляются монтажными пластинами с обеих сторон. Верхний конец стропила крепится к обрешетке в качестве скользящей опоры. В этом случае стропила с противоположных сторон не крепятся друг к другу, а устанавливаются по одному на коньке. Поэтому двускатную крышу, выполненную таким методом, можно воспринимать как две односкатные крыши, примыкающие друг к другу.
Сложность этой схемы заключается в том, что если конёк привязан неправильно, то конструкция без конька может превратиться в конструкцию со скобами. По этой причине данный метод редко используется для двухскатных крыш и чаще применяется для односкатных крыш.
Этот метод наиболее часто используется в отдельно стоящих домах. Нижние концы стропил крепятся к мауэрлатам с помощью ползунов (фитингов), которые позволяют им двигаться и изгибаться под нагрузкой. Чтобы стропила не “заваливались”, они закрепляются с обеих сторон металлическими скобами или брусьями. Верхний конец стропила крепится к шарниру с допуском на поворот (1 степень свободы). Строительное соединение этого типа шарнирных стропил выполняется следующим образом: концы стропил подгоняются друг к другу и соединяются шурупами или гвоздями. В качестве альтернативы, предварительно обрезанные концы соединяются под углом и связываются металлическими или деревянными накладками.
Этот метод отличается от предыдущего тем, что стропила соединяются жесткими защемлениями в узлах конька. Стропила опираются на свои скошенные концы и соединяются друг с другом и с коньковыми узлами двумя крепежными стержнями. Образуется защемленно-связевой узел. Нижняя часть стропил свободно соединена с решеткой Мауэрлата с помощью ползунов.
Методы повышения устойчивости безбалочной системы
Все три стропильные системы оказались устойчивыми к неравномерным нагрузкам только в том случае, если балки жестко закреплены. То есть, если концы выведены во фронтон или поддерживаются дополнительными стропилами. Если концы фронтона опираются только на стойки, крыша может стать неустойчивой; во втором и третьем вариантах (ползущие стропила внизу и закрепленные вверху) при увеличении нагрузки на один фронтон крыша будет двигаться в направлении увеличения нагрузки. Однако начальная деформация может сохранить свою форму только при наличии идеально вертикальных опор (под обрешеткой).
Чтобы стропила оставались устойчивыми, несмотря на неустойчивую обрешетку или неравномерную нагрузку, их дополняют горизонтальными брусьями. Балки представляют собой балки и обычно имеют такое же поперечное сечение, как и стропила. Они крепятся к стропилам гвоздями или шурупами. Пересечение стяжки и стропил фиксируется гвоздями. Функцию стяжки можно описать как аварийную остановку. Если фронтон подвергается неравномерной нагрузке, захваты активируются и предотвращают скручивание системы.
Системы с жестко закрепленной верхней частью и свободной нижней (второй и третий варианты) можно усилить, слегка деформировав нижний блок. Стропила выводятся за край стены. Это означает, что само крепление остается подвижным, на манер ползуна. Другой вариант повышения устойчивости – жестко закрепить нижнюю часть подкоса, поддерживающего горизонтальную коньковую балку. Для этого их забивают в коньковую балку и крепят к перекрытию досками или накладками из бруса.
Пролетные стропила без толкающих стоек
В этом случае стропила опираются на несущую стену и передают деформационный шов на несущую стену. Поэтому эту систему нельзя использовать в домах со стенами из газобетона. Газобетонные блоки вообще не выдерживают изгиба и разрушаются при дистанционных нагрузках. Другие материалы, такие как кирпич или бетонные панели, легко выдерживают такие нагрузки и не деформируются. Стропильная система с подкосами требует фиксированных мауэрлатов. Чтобы выдержать расширение, стена должна быть более прочной. Как вариант, через верхнюю часть стены должен проходить железобетонный пояс.
Метод крепления для стропил с опорой такой же, как и для безростверковой системы, описанной выше. Все существующие скользящие крепежные элементы (слайдеры) заменяются поворотными шарнирными крепежными элементами. Для этого опорный материал либо прибивается к нижней части стропил, либо врезается в мауэрлат. Вращение достигается путем наложения стропил друг на друга и прибивания или привинчивания их к участку конька.
Стропильные конструкции представляют собой нечто среднее между бесседельными и висячими системами. Хотя обрешетка все еще используется в этих системах, она уже не играет важной роли. Ведь стропила крепятся к стене своими нижними концами и друг к другу верхними концами. Если стена прогибается или коньковый столб прогибается под собственным весом, основной дом полностью перестает функционировать. По сути, эти стропила становятся висячими стропилами. Для повышения устойчивости системы в комплект входит сжимающая стяжка. Это частично, но лишь незначительно, снимает расширение стены. Чтобы стяжка полностью сняла расширение, необходимо соединить нижние концы стропил. Однако, когда это происходит, речь идет уже не о стяжке, а о затяжке. Установка жестко закрепленных коньковых балок также может уменьшить расширение.
Фермы с толкающими подкосами
Эти системы могут быть установлены как с использованием раскосов, так и без раскосов. Разница с вышеупомянутыми типами заключается в наличии третьего раскоса, расположенного под стропилами с помощью толкающих стоек. Подкосы изменяют систему. Стропила превращаются из однопролетных в двухпролетные сплошные стропила. Это позволяет увеличить пролеты до 14 м. Это также позволяет уменьшить сечение стропил. К стропилам присоединяются толкающие стойки, чтобы предотвратить их смещение. Метод: толкающие стойки устанавливаются под стропила и закрепляются деревянными рейками по бокам и снизу.
Метод седла с балками
Эта конструкция стропил подходит для зданий с двумя продольными курсами или с промежуточными курсами. В этом случае стропила не находятся под коньком. Коньковый прогон отсутствует. Стропила в этой системе опираются на две подстропильные балки (сквозные балки), которые укладываются вдоль ската крыши и поддерживаются вертикальными стойками. Опорные колонны крепятся к несущей промежуточной стене с помощью обрешетки. Сквозные колонны можно не устанавливать. Стропила должны быть прибиты непосредственно под каждым стропилом. Стропила соединяются в верхней части и связываются с обеих сторон металлическими или деревянными накладками. Поскольку балки отсутствуют, стропила автоматически находятся в напряженном состоянии. Для борьбы с этим в бескаркасных системах под коньковой балкой закрепляется натяжной клин. Эти клинья растягиваются под нагрузкой, предотвращая нежелательное расширение. Для поддержания стабильности системы используются захваты, закрепленные в нижней части стропильных ног. Специальные компенсаторы, закрепленные сбоку между сваями, также предотвращают изгиб конструкции. В системе компенсаторов стяжка укладывается поверх обрешетки.
