Схемы, строение наслонных стропил, конструкция и узлы

Стропила являются несущей конструкцией, воспринимающей все постоянные и временные нагрузки. Форма стропил и расположение их в плане зависят от очертания крыши и контуров здания. Конструкция стропил зависит от характера расположения опор, величины перекрываемых пролетов, а также от величины постоянной и временной нагрузок, действующих на стропила. Стропильные конструкции крыши выполняются из дерева, стали и железобетона.

Различают две основные системы стропил: наслонные — односкатные и двухскатные — и висячие. В наслонных стропилах каждая нога опирается не менее чем на две опоры, образованные наружными стенами, стойками или прогонами. Наслонные стропила не дают распора на стены, поэтому иногда эти стропила называют безраспорными. Висячие стропила опираются на стены нижним основанием затяжек, в которые врубаются нижние концы стропильных ног, а верхние концы соединяются вместе, поддерживая друг друга на весу. Распор, который возникает при этом, воспринимается горизонтальной затяжкой или ригелем.

Наслонные стропила

1. Наслонные стропила (рис. 1) применяются в гражданских зданиях. В качестве опор для них используются внутренние стены или столбы.

2. Стропильные ноги выполняют из бревен, брусьев и досок на ребро, уложенных наклонно вдоль ската. Бревна отесывают сверху на один кант для прибавки обрешетки и укладывают комлем книзу

Нижние концы стропильных ног при деревянных стенах врубают непосредственно в венцы или в верхнюю обвязку стены; при каменных стенах — под нижние концы стропил подкладываются брусья или бревна, диаметром 18—20 см, отесанные на два канта снизу и сбоку (мауерлат).
При расстоянии между стропилами до 1,5 м мауерлаты укладывают сплошными, при большем расстоянии — из отдельных коротышей 70— 80 см длиной. Мауерлат укладывают на обрез (уступ) каменной стены и изолируют для предохранения от загнивания со стороны, обращенной к каменной кладке, толем или осмаливают.

3. Стропильные ноги сопрягают с мауерлатом, венцом или обвязкой, неглубокой врубкой и скрепляют скобой. Скобы относятся к нерабочим связям и служат для соединения бревен и брусьев. Для изготовления скоб применяется круглая и квадратная сталь.
Скобы следует забивать в предварительно рассверленные отверстия диаметром от 0,8 до 0,9 диаметра скобы и глубиной не менее 0,6 от загиба скобы

4. При односкатных крышах наслонные стропила могут состоять только из одной ноги. Такие стропила без устройства дополнительных опор (подкосов) целесообразны только для пролетов до 4,5 м. При длине стропильных ног 6—9 м для уменьшения прогиба и придания всей системе стропил жесткости стропильные ноги укрепляют подкосами, упирающимися нижним концом на прогон, уложенный на выступ (обрез) стены. При наличии на чердаке столбов или поперечных стен на них укладывается лежень, на который и ставят стойки.

По верху стоек укладывают прогон, поддерживающий стропильные ноги. Для уменьшения сечения прогона и повышения общей жесткости всей стропильной системы под прогоны устанавливают подкосы, нижние концы которых упираются в стойки и лежни.

схемы наслонных стропил

Рис. 1. Наслонные стропила
а — без подкоса; б — с подкосом; в — с одним рядом стоек и подкосами; е — с одним рядом стоек и прогонами на подкосах; д — с одним рядом стоек и подкосами; е — со смещенной стойкой, подкосами и ригелем; ж — со стойками и ригелем жесткости; 1 — подкос под каждой стропильной ногой; 2 — мауерлат; 3 — прогоны; 4 — подкладка; 5 — сквозной лежень; 6 — подкосы у стоек; 7 — лежень; 8 — подкос; 9 — ригель; 10 — обвязка; 11 — кирпичный столб; 12 — ригель жесткости; 13 — железобетонное перекрытие; /—X/ — узлы

Наслонные стропила для двухскатных крыш имеют две стропильные ноги, нижний конец каждой из них врезается в мауерлат или венец, а верхний — в коньковый прогон. При этом верхние концы стропильных ног противоположных скатов сопрягаются врубкой вполдерева. Прогон поддерживают при помощи стоек, которые ставят на лежни, уложенные на внутренние продольные стены или столбы.

При расстоянии между стойками более 3 м для усиления прогона и уменьшения его прогиба в лежень и прогон врубают подкосы. При пролете двухскатных наслонных стропил от 10 до 14 м стропильные ноги стягиваются ригелем из пластин или досок, врубленных сквороднем.

При четырехскатных крышах устанавливают диагональные стропильные ноги, образующие шатровые (вальмовые) скаты, которые нижними концами врубаются в мауерлаты, а верхними — в выпущенный конец конькового прогона. В диагональные стропильные ноги, в пределах треугольных участков ската крыши, врубаются полусквороднями укороченные стропильные ноги, отходящие от диагональной ноги (варожники) (рис. 2). схема дузлов стропил

Рис. 2. Деталь стропил четырехскатной крыши
1 — диагональная стропильная нога; 2 — нарожник

5. Наслонные стропила из досок делают так же, как и стропила, из брусьев или бревен с той лишь разницей, что сопряжения элементов таких стропил осуществляются в узлах с применением гвоздей или болтов, а не врубок. Расстояние между дощатыми стропилами принимаются от 1 до 1,25 м

6. В зависимости от веса кровли, принятого сечения обрешетки и несущей способности стропильных ног расстояние между осями стропил обычно принимают в пределах 1—1,5 м (реже до 2 м), а сечение элементов стропил — по расчету на прочность и жесткость. Однако их не рекомендуется делать меньше величии, приведенных в табл. 1.

Таблица 1. Наименьшие допускаемые сечения элементов наслонных стропил

Наименование элементов

Диаметр бревна
(в верхнем
отрубе)
в см

Диаметр
пластин
из бревен
в см

Сечение досок в мм
Стропильная нога
13
15
50 х 100
Подкос
13
15
50 х 100
Стойка
13
15
50 х 100

Прогон: верхний

14
-
-

нижний (лежень)

18
-
-
Мауерлат
16
-
-

7. Сечение стропильных ног из бревен для наслонных стропил можно ориентировочно определить по данным табл. 2.

Нагрузка, допускаемая на стропильные ноги наслонных стропил из бревен для разных пролетов в зависимости от сечения стропил

Расчетная схема Пролет в м Допускаемая предельная нагрузка q в кг\пог.м при сечении стропильных ног в см
13 14 15 16 17 18 19 20 22
3 190 240 275 355 430 505 - - -
3,5 140 170 200 257 310 365 430 - -
4 105 135 155 200 240 285 325 390 520
4,5 - 100 125 160 190 225 265 310 410
5 - - 95 125 155 180 215 250 330
5,5 - - - 95 120 150 180 210 275
6 - - - - - 115 145 175 230

Для определения допускаемой предельной нагрузки на стропила крыш требуется установить снеговую нагрузку (учитываемую при уклоне ската кровли до 50°), ветровую нагрузку и собственный вес крыши.

Ветровая нагрузка учитывается при уклоие кровли более 30° и принимается:
для условий городской застройки — 15—20 кг/м2;
для побережья моря и низовьев больших рек — 35—50 кг/м2.

При строительстве на открытых степных местах указанные нормы повышаются на 67%, а при строительстве в защищенных лесистых местностях — понижаются на 25%.

Стойки и подкосы наслонных стропил, работающие только на сжатие, обычно не рассчитываются. Диаметр этих элементов на практике принимается на 1—3 см меньше диаметра стропильных ног.